Clinical and morphological characteristics of experimental ulcerative colitis in the conditions of using original rectal suppositories with vitamin D₃

Introduction. Vitamin D₃ possesses antioxidant, anti-inflammatory, immunomodulatory, and other properties, has been shown to be effective in some autoimmune diseases, which is a prerequisite for studying its effect, when applied locally, on the clinical status and morphology of the site of injury in ulcerative colitis (UC).

The aims was to study the effect of vitamin D₃ in the composition of original rectal suppositories on the clinical status and morphology of the lesion of colon in experimental UC.

Materials and methods. UC was modeled by two-stage administration of oxazolone. Rectal suppositories were prepared on the basis of a 10% aqueous solution of vitamin D₃. The clinical status was assessed using the Disease activity index (DAI) scale. In the area of colon damage, the number of neutrophils, lymphocytes, eosinophils, histiocytes, plasmocytes and fibroblasts was examined per mm² d the tissue damage index (TDI) was calculated.

Results and Discussion. In experimental UC, DAI increase an ulcerative defect is recorded in the colon, the number of neutrophils, lymphocytes, eosinophils, plasma cells, histiocytes, fibroblasts, TDI increases. The use of original rectal suppositories with vitamin D₃ in experimental UC leads to a decrease in DAI, the size of the ulcer and TDI, a decrease in the infiltration of the intestinal wall by neutrophils, lymphocytes, eosinophils and plasma cells, an increase in the infiltration of histiocytes, fibroblasts.

Conclusions. In experimental oxazolone-induced colitis, the clinical picture and morphology of the injury site characteristic of UC are recorded. The use of original rectal suppositories with vitamin D₃ a total dose of 18,000 IU leads to a decrease in the severity of clinical signs and a decrease in the representation in the colon wall of cells involved in tissue destruction, an increase in the representation of cells mediating repair, which was reflected in a decrease in the area of the ulcer and tissue damage index , the severity of clinical signs according to DAI weakens as lymphocytes and plasma cells decrease in the area of damage to the colon, decrease in the size of the ulcer and decrease in TDI, increase in histiocytes and fibroblasts.

1. Increasing incidence and prevalence of the inflammatory bowel diseases with time, based on systematic review / Molodecky N. A., Soon I. S., Rabi D. M. [et al.] // Gastroenterology. – 2012. – Vol. 142 (1). – Р. 46-54. – Doi:10.1053/j.gastro.2011.10.001.

2. Kaplan, G. G. The global burden of IBD: from 2015 to 2025 // Nat Rev Gastroenterol Hepatol. – 2015. – Vol. 12 (12). – Р. 720–727. – Doi:10.1038/nrgastro.2015.150.

3. Распространенность воспалительных заболеваний кишечника в Челябинской области / Долгушина А. И., Хусаинова Г. М., Василенко А. Г., Кононец В. А. // Альманах клинической медицины. – 2019. – № 47 (6). – С. 511-517. – Doi:10.18786/2072-0505-2019-47-066.

4. Сравнительная морфологическая, бактериологическая и иммунологическая характеристика индуцированного декстрансульфатом натрия острого язвенного колита у мышей Balb/c и C57BL/6 / Абдулаева С. О., Хомякова Т. И., Симонова Е. Ю. [и др]. // Клин. и экспер. морфол. – 2013. –№ 4 (8). – С. 27-33.

5. Flightless I exacerbation of inflammatory responses contributes to increased colonic damage in a mouse model of dextran sulphate sodium-induced ulcerative colitis / Kopecki Z., Yang G., Treloar S. [et al.] // Scientific Reports. – 2019. – Vol. 9. – Р. 12792. – Doi:10.1038/s41598-019-49129-6.

6. Ситкин, С. И. Микробом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии / Ситкин С. И., Вахитов Т. Я., Демьянова Е. В. // Альманах клинической медицины. –2018. – № 46 (5). – С. 396–425. – Doi:10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425.

7. Ulcerative colitis / Ungaro R., Mehandru S., Allen P. B. [et al.] // The Lancet. – 2017. – Vol. 389 (10080). – Р. 1756-1770. – Doi:10.1016/S0140-6736(16)32126-2.

8. Yokoyama, Y. Granulomonocytapheresis as a cell-based therapy in an ulcerative colitis patient complicated by aminosalicylate-induced severe lymphocytopenia and pneumonia / Yokoyama Y., Kamikozuru K., Nakamura S. // Cytotherapy. – 2016. – Vol. 18 (9). – Р. 1234-1236. – Doi:10.1016/j.jcyt.2016.05.016.

9. Клинические рекомендации российской гастроэнтерологической ассоциации и ассоциации колопроктологов Рос си по диагностике и лечению язвенного колита / Ивашкин В. Т., Шелыгин Ю. А., Халиф И. Л. [и др] // Колопроктология. – 2017. – № 1 (59). – С. 6-30.

10. Драпкина, О. М. Плейтропные эффекты витамина D / Драпкина О. М., Шепель Р. Н. // Рациональная Фармакотерапия в Кардиологии. – 2016. – № 12 (2). – С. 227-233. – Doi:10.20996/1819-6446-2016-12-2-227-233.

11. Мальцева, C. В. Витамин D и иммунитет / Мальцева C. В., Рылова Н. В. // Практическая медицина. – 2015. – № (86). – С. 114-120.

12. Влияние витамина D3 в составе оригинальных ектальных суппозиториев на показатели окислительной модификации белков в толстом кишечнике при экспериментальном язвенном колите / Осиков М. В., Симонян Е. В., Бойко М. С. [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2020. – № 170 (11). – С. 563–568. – Doi:10.47056/0365-9615-2020-170-11-563-568.

13. Симонян, Е. В. Концентрация IgG и IgM при экспериментальном язвенном колите в условиях применения ректальных суппозиториев с витамином D3 / Симонян Е. В., Бойко М. С. // Российский иммунологический журнал. – 2019. – № 13 (22) (3). – С. 1280 – 1283.

14. Иммунотропный эффект оригинальных ректальных суппозиториев с витамином D3 в динамике экспериментального язвенного колита / Осиков М. В., Симонян Е. В., Бойко М. С., Богомолова А. М. // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2020. – № 6 (178). – С. 141–145. – Doi: 10.31146/1682-8658-ecg-178-6-141-145.

15. Директива 2010/63/EU европейского парламента и совета европейского союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях. – Санкт-Петербург, 2012.

16. IL-4 Receptor-Alpha Signalling of Intestinal Epithelial Cells, Smooth Muscle Cells, and Macrophages Plays a Redundant Role in Oxazolone Colitis / Hoving J. C., Keeton R., Höft M.A. [et al.] // Mediators Inflamm. – 2020. – 2020. – Р. 4361043. – Doi:10.1155/2020/4361043.

17. Патент № 2019115328 Российская Федерация. Средство с витамином D3 для лечения язвенного колита в форме ректальных суппозиториев : 2019115328 заявл. 20.05.2019 : опубл. 17.12.2019 / Симонян Е. В., Осиков М. В., Бойко М. С., Бакеева А. Е. ; заявитель ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России. – 11 с. : ил., табл. – Текст : непосредственный.

18. Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD / Kim J. J., Shajib M. S., Manocha M. M., Khan W. I. // Journal of visualised experiments. – 2012. – Vol. 60 (60). – Р. 3678. – Doi:10.3791/3678.

19. Dietary n 3 polyunsaturated fatty acids ameliorate Crohn's disease in rats by modulating the expression of PPAR γ/NFAT / Yao J., Lu Y., Zhi M. [et al.] // Molecular medicine reports. – 2017. – Vol. 16 (6). – Р. 8315-8322. – Doi:10.3892/mmr.2017.7673

20. Berridge, J. B. Vitamin D cell signalling in health and disease // Biochem Biophys Res Commun. – 2015. – Vol. 460 (1). – Р. 53-71. – Doi: 10.1016/j.bbrc.2015.01.008.

21. Activof Nrf2-Antioxidant Signaling by 1,25-Dihydroxycholecalciferol Prevents Leptin-Induced Oxidative Stress and Inflammation in Human Endothelial Cells / Teixeira T. M., Costa D. C., Resende A. C. [et al.] // The Journal of Nutrition. – 2017. – Vol. 147 (4). – Р. 506–513. – Doi:10.3945/jn.116.239475.

22. Vitamin D protects human endothelial cells from H2O2 oxidant injury through the Mek/Erk-Sirt1 axis activation / Polidoro L., Properzi G., Marampon F. [et al.] // J Cardiovasc Transl Res. – 2013. – Vol. 6 (2). – Р. 221–231. – Doi:10.1007/s12265-012-9436-x.

23. 1,25-dihydxroxyvitamin D3 and IL-2 combine to inhibit T cell production of inflammatory cytokines and promote development of regulatory T cells expressing CTLA-4 and FoxP3 / Jeffery L. E., Burke F., Mura M. [et al.] // J. Immunol. – 2009. – Vol. 183 (9). – Р. 5458-5467. – Doi:10.4049/jimmunol.0803217.