Antecedentes
El síndrome gastrointestinal inducido por radiación (RIGS) es el resultado de la pérdida aguda de células madre intestinales (ISC), la regeneración epitelial alterada y la pérdida subsiguiente de la barrera mucosa, lo que resulta en desequilibrio electrolítico, diarrea, pérdida de peso, sepsis y mortalidad. La alta radiosensibilidad del epitelio intestinal limita la radioterapia eficaz contra las neoplasias malignas abdominales y limita la supervivencia de las víctimas de accidentes nucleares o terrorismo. Actualmente, no existe una terapia aprobada para mitigar la toxicidad por radiación en el intestino. Aquí demostramos que BCN057, un agente antineoplásico de moléculas pequeñas, induce la proliferación de ISC y promueve la reparación del epitelio intestinal contra la lesión por radiación.
Métodos
Se inyectó BCN057 (90 mg / kg de peso corporal, por vía subcutánea) en ratones macho C57B6 (JAX) a las 24 h después de la irradiación abdominal (AIR) y se continuó durante 8 días después de la irradiación. El rescate mediado por BCN057 de ISC positivo para Lgr5 se validó en ratones Lgr5-EGFP-Cre-ERT2 expuestos a AIR. La respuesta regenerativa de ISC positivo para Lgr5 se examinó mediante un ensayo de rastreo de linaje utilizando ratones Lgr5-EGFP-ires-CreERT2-TdT con administración de tamoxifeno para activar Cre recombinasa y marcar así el ISC y su progenie respectiva. Se desarrollaron cultivos organoides tridimensionales ex vivo a partir de muestras quirúrgicas de colon humano o de yeyuno de ratón y se utilizaron para examinar el papel de mitigación radioactiva de BCN057 en ISC ex vivo. El crecimiento organoide se determinó cuantificando la relación cripta en ciernes / cripta total. El análisis estadístico se realizó mediante la prueba Log-rank (Mantel-Cox) y la prueba t de dos colas pareadas.
Resultados
El tratamiento con BCN057 24 h después de una dosis letal de AIR rescata el ISC, promueve la regeneración del epitelio intestinal y, por lo tanto, mitiga los RIGS. Los ratones irradiados sin tratamiento con BCN057 sufrieron RIGS, lo que resultó en una mortalidad del 100% dentro de los 15 días posteriores a la radiación. Los organoides intestinales desarrollados a partir de yeyuno de ratones o colon humano demostraron una respuesta regenerativa con el tratamiento con BCN057 y mitigaron la toxicidad de la radiación. Sin embargo, BCN057 no proporcionó radioprotección al tejido tumoral de colon humano o de ratón.
Conclusión
BCN057 es un mitigador potencial contra RIGS y puede ser útil para mejorar la proporción terapéutica de la radioterapia abdominal. Este es el primer informe que demuestra que un agente molecular pequeño mitiga la lesión intestinal inducida por la radiación al inducir la autorrenovación y la proliferación de ISC.
Payel Bhanja, Andrew Norris, Pooja Gupta-Saraf, Andrew Hoover y Subhrajit Saha
