Effect of Gold Nanoparticle on 5-Fluorouracil-Induced Experimental Oral Mucositis in Hamsters

by Carmem Jane Ferreira Vilar 1,†,Susana Barbosa Ribeiro 2,†,Aurigena Antunes de Araújo 3,Gerlane Coelho Bernardo Guerra 4,Raimundo Fernandes de Araújo Júnior 5,Gerly Anne de Castro Brito 6,Renata Ferreira Carvalho Leitão 6,Daniel de Lima Pontes 7,Luiz Henrique Da Silva Gasparotto 7,Maisie Mitchele Barbosa Oliveira 2,Anderson Dias Viana 7,Wendy Marina Toscano Queiroz de Medeiros 7,Breno Gustavo Porfírio Bezerra 7 and Caroline Addison Carvalho Xavier de Medeiros

Abstract

Background:

Oral mucositis (OM) is a severe inflammation of the oral mucosal cells associated with chemotherapy and/or radiotherapy-induced toxicity, resulting in epithelial ulcers and higher risk of death from sepsis. The aim of the present study was to evaluate the nanoparticle (AuNp) effect on OM induced in hamsters. Materials and methods: 5-fluorouracil (5FU) was used on the first and second day of the experimental model in Golden sirian hamsters, and on the fourth day, mechanical trauma was applied to induce OM. The animals were divided into groups, i.e., polyvinylpyrrolidone (PVP), mechanical trauma (MT), 5FU, and groups treated with gold nanoparticles (AuNps) (62.5, 125, and 250 μg/kg). On the 10th day, animals were euthanized for macroscopic, histopathological, immunohistochemical, western blot, quantitative polymerase chain reaction (qRT-PCR), and AuNp quantification. Results: AuNp (250 μg/kg) reduced TNF-α, IL-1β, COX-2, NF-κB, TGF-β, and SMAD 2/3; increased glutathione levels; decreased the expression of Kelch ECH-associated protein 1 (KEAP1); and induced heme oxygenase 1 (HMOX-1) and NAD (P) H quinone oxidoreductase 1 (NQO1) genes. Conclusions: AuNp (250 μg/kg) prevented 5-FU-induced OM in hamsters and improved the parameters of inflammation and oxidative stress.

Resumo

A mucosite oral (MO) é uma inflamação grave das células da mucosa oral associada à quimioterapia e / ou toxicidade induzida por radioterapia, resultando em úlceras epiteliais e maior risco de morte por sepse. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito das nanopartículas (AuNp) na MO induzida em hamsters. Materiais e métodos: o 5-fluorouracil (5FU) foi utilizado no primeiro e no segundo dia do modelo experimental em hamsters Golden Sirian e, no quarto dia, foi aplicado trauma mecânico para induzir a OM. Os animais foram divididos em grupos, polivinilpirrolidona (PVP), trauma mecânico (MT), 5FU e grupos tratados com nanopartículas de ouro (AuNps) (62,5, 125 e 250 μg / kg). No décimo dia, os animais foram submetidos à eutanásia por macroscopia, histopatologia, imuno-histoquímica, western blot, reação em cadeia da polimerase quantitativa (qRT-PCR) e quantificação de AuNp. Resultados: AuNp (250 μg / kg) reduziu TNF-α, IL-1β, COX-2, NF-κB, TGF-β e SMAD 2/3; níveis aumentados de glutationa; diminuiu a expressão da proteína 1 associada à ECH de Kelch (KEAP1); e induziu heme oxigenase 1 (Genes HMOX-1 ) e NAD (P) H quinona oxidoredutase 1 ( NQO1 ). Conclusões: AuNp (250 μg / kg) evitou a OM induzida por 5-FU em hamsters e melhorou os parâmetros de inflamação e estresse oxidativo.

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