Protective Effect of Sildenafil Against Intestinal Necrosis and Apoptosis in Rat Pups with Necrotizing Enterocolitis

Ş Kurtuluş*, H Aylanç**, RÖ Öztopuz***, İ Karaboğa****

*Çanakkale Onsekiz Mart University Faculty of Medicine, Department of Pediatric Surgery
**Canakkale Onsekiz Mart University, School of Medicine, Department of Pediatrics
***Canakkale Onsekiz Mart University Faculty of Medicine, Department of Biophysics
****Kırklareli University Health Sciences Main Field, Histology and Embryology

Background and aim: Necrotizing Enterocolitis (NEC) is an ischemic necrosis of the intestine. To investigate the protective effects of sildenafil on apoptosis in NEC-induced rat pups.

Materials and methods: Seventy-five 15-day-old Wistar Albino rat pups were randomly divided into six groups as control (n=7), Sham (n=8), SF+DMSO (n = 15), Sil_1mg (n = 15), Sil_5mg (n = 15), Sil_10mg (n = 15). No application was made to the control group, and the experiment was carried out without any medication in the Sham group. NEC induction was performed using hypoxia/asphyxia, formula feeding, and cold stress. Rats in the SF+DMSO group were given 10 µL SF+DMSO IP (intraperitoneally). Rats in the Sildenafil groups were given 1,5 and 10mg/kg/day Sildenafil citrate IP respectively. The animals were sacrificed 48 hours later, and the ileum was removed and stained with Hematoxylin-Eosin and Masson trichrome. The prepared sections were used for histochemical and immunohistochemical caspase-3 labelling. The expression levels of hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1α), Bax and Bcl-2 were determined using RT-PCR.

Results: The NEC histological grade, apoptosis histological score, and caspase-3 immunoreactivity were lower in the Sil-10 mg group compared to the Sham group. In the Sil-10 mg group, the messenger RNA expression of the apoptotic gene, Bax, was decreased, but not that of Bcl-2. The Bax/Bcl-2 protein ratio was also reduced in this group. Histological analysis showed that the protective effect of apoptosis was more effective in the Sil-10 mg group than in the NEC and other Sil groups.

Conclusion: We observed a protective effect of sildenafil at 10 mg/kg/day on intestinal segments, reducing necrosis and apoptosis in NEC.

Keywords: Necrotizing enterocolitis, Sildenafil citrate, caspas-3, Bax, Bcl-2, HIF-1α, Bax/Bcl-2 ratio

Nekrotizan Enterokolitli Sıçan Yavrularında Bağırsak Nekrozu ve Apoptozuna Karşı Sildenafilin Koruyucu Etkisi

Ş Kurtuluş*, H Aylanç**, RÖ Öztopuz***, İ Karaboğa****

*Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı
**Çanakkale Üniversitesi Tıp Fakültesi, Dahili Tıp Bilimleri. Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları AD
***Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Tıp Fakültesi, Temel Tıp Bilimleri, Biyofizik AD
****Kırklareli Üniversitesi Sağlık Bilimleri Temel Alanı,Histoloji ve Embriyoloji

Arka plan ve amaç: Nekrotizan Enterokolit (NEC), bağırsağın iskemik nekrozudur. Sildenafilin NEC kaynaklı sıçan yavrularında apoptoz üzerindeki koruyucu etkilerini araştırmak.

Materyaller ve yöntemler: Yetmiş beş adet 15 günlük Wistar Albino sıçan yavrusu rastgele kontrol (n=7), Sham (n=8), SF+DMSO (n=15), Sil_1mg (n=15), Sil_5mg (n=15), Sil_10mg (n=15) olmak üzere altı gruba ayrıldı. Kontrol grubuna herhangi bir uygulama yapılmadı ve Sham grubunda herhangi bir ilaç kullanılmadan deney gerçekleştirildi. NEC indüksiyonu hipoksi/asfiksi, formül beslenme ve soğuk stresi kullanılarak gerçekleştirildi. SF+DMSO grubundaki sıçanlara 10 µL SF+DMSO IP (intraperitoneal) verildi. Sildenafil gruplarındaki sıçanlara sırasıyla 1,5 ve 10 mg/kg/gün Sildenafil sitrat IP verildi. Hayvanlar 48 saat sonra öldürüldü ve ileum çıkarıldı ve Hematoksilen-Eozin ve Masson trikrom ile boyandı. Hazırlanan kesitler histokimyasal ve immünohistokimyasal kaspaz-3 etiketlemesi için kullanıldı. Hipoksiye neden olan faktör 1α (HIF-1α), Bax ve Bcl-2'nin ifade düzeyleri RT-PCR kullanılarak belirlendi.

Sonuçlar: NEC histolojik derecesi, apoptozis histolojik skoru ve kaspaz-3 immünoreaktivitesi Sil-10 mg grubunda Sham grubuna kıyasla daha düşüktü. Sil-10 mg grubunda apoptotik gen Bax'ın haberci RNA ifadesi azaldı, ancak Bcl-2'ninki azalmadı. Bax/Bcl-2 protein oranı da bu grupta azaldı. Histolojik analiz, apoptozun koruyucu etkisinin Sil-10 mg grubunda NEC ve diğer Sil gruplarından daha etkili olduğunu gösterdi.

Sonuç: 10 mg/kg/gün dozunda sildenafilin NEC'de nekrozu ve apoptozu azalttığını gözlemledik.

Anahtar Kelimeler: Nekrotizan enterokolit, Sildenafil sitrat, kaspazlar-3, Bax, Bcl-2, HIF-1α, Bax/Bcl-2 oranı