Η παρούσα εργασία εστιάζει στην παρασκευή και μελέτη ανοσολιποσωμάτων είτε για στόχευση των υποδοχέων τρανσφερρίνης του ΑΕΦ είτε με εξειδίκευση για τα Αβ πεπτίδια. Για την πρόσδεση των αντισωμάτων στην επιφάνεια των λιποσωμάτων εφαρμόσαμε μια τεχνική βασισμένη στο σύστημα πρόσδεσης βιοτίνης/στρεπταβιδίνης. Έχει πρόσφατα προταθεί ότι νανοσυστήματα που φέρουν πολλόυς προσδέτες στην επιφάνεια ίσως είναι πιο κατάλληλα για στόχευση ασθενειών ή βιολογικών φραγμών. Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει να διασφαλιστεί ότι η ικανότητα στόχευσης ενός προσδέτη δεν θα επηρεαστεί από την παρουσία και δευτερου. Σκοπός είναι η παρασκευή ΟΧ-26 (κατά του υποδοχέα τρανσφερρίνης μονοκλωνικό αντίσωμα) νανολιποσωμάτων, η μελέτη διαφόρων παραγόντων κατά την παρασκευή τους και οι μελέτες πρόσληψης από μοντέλο του ΑΕΦ. Ο συγκεκριμένος τύπος ανοσολιποσωμάτων επιλέχθηκε γιατί είναι γνωστό ότι στοχεύουν σε κύτταρα που υπερεκφράζουν τον υποδοχέα της τρανσφερρίνης (TfR). Πρώτος στόχος είναι η παρασκευή ανοσολιποσωμάτων που φέρουν προσδεδεμένο στην επιφάνεια το μονοκλωνικό αντίσωμα ΟΧ-26 που στοχεύει στον υποδοχέα της τρανσφερρίνης και έγιναν μελέτες της πρόσληψης των ΟΧ-26 ανοσολιποσωμάτων από την αθανατοποιημένη κυτταρική σειρά hCMEC/D3. Εκτός από τις μελέτες πρόσληψης έγιναν και μελέτες κυτταρικού εντοπισμού του περιεχομένου των λιποσωμάτων με σκοπό να διασαφηνίσουμε το μηχανισμό πρόσληψης. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι η πρόσληψη των ανοσολιποσωμάτων από τα κύτταρα hCMEC/D3 είναι αρκετά υψηλή σε σύγκριση με την πρόσληψη ανοσολιποσωμάτων που φέρουν IgG αντίσωμα στην επιφάνειά τους. Επίσης, η δέσμευση είναι δοσοεξαρτώμενη και εξαρτάται και από την ποσότητα του αντισώματος στην επιφάνεια των λιποσωμάτων. Οσον αφορά στον μηχανισμό πρόσληψης τα αποτελέσματα δείχνουν ότι έχουμε λυσοσωματικό εντοπισμό του περιεχομένου των λιποσωμάτων συνεπώς μπορούμε να ισχυριστούμε ότι η πρόσληψη γίνεται μέσω υποδοχέα και ακολουθεί μεταφορά στα λυσοσώματα. Δεύτερος στόχος είναι η παρασκευή λιποσωμάτων με εξειδίκευση για τα Αβ πεπτίδια. Παρασκευάστηκαν λιποσώματα που φέρουν κουρκουμίνη εγκλωβισμένη στη λιπιδική διπλοστιβάδα και μελετήθηκε η ικανότητα τους να αναστέλουν τη συσσωμάτωση Αβ1-40 μονομερών ή ολιγομερών ή και να αποσσυσωματώνουν ινιδικές μορφές του Αβ1-42 πεπτιδίου. Για τον λόγο αυτό εφαρμόστηκε το πρωτόκολλο θειοφλαβίνης Τ, με τη χρήση του οποίου μπορούμε να ανιχνεύουμε την ύπαρξη β-δομών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η λιποσωμική κουρκουμίνη έχει μεγαλύτερη ικανότητα αναστολής της συσσωμάτωσης και αποσσυσωμάτωσης των δομών των Αβ πεπτιδίων σε σύγκριση με την ίδια ποσότητα ελεύθερης κουρκουμίνης. Παρασκευάστηκαν επίσης και αnti-Abeta ανοσολιποσώματα και έγιναν μελέτες προσδιορισμού της συγγένειας πρόσδεσης αυτών σε ακινητοποιημένα μονομερή Αβ πεπτίδια καθώς και σε ινίδια με την τεχνική SPR. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συγγένεια πρόσδεσης των ανοσολιποσωμάτων στα Αβ πεπτίδια και ινίδια είναι υψηλή καθώς και ότι η σταθερά δέσμευσης των ανοσολιποσωμάτων στα Αβ πεπτίδια εξαρτάται από την ποσότητα του αντισώματος στη λιποσωμική επιφάνεια. / This work focuses on the manufacture and study of immunoliposomes either for targeting of transferrin receptors of blood Brain Barrier or with specialization for Aβ peptides. For the attachment of antibodies in the surface of liposomes applied a technique based on the biotin/streptavidin linkage. It has been recently proposed that perhaps multiligant-decorated nanosystems may be more efficient to target specific diseases or biological barriers.insuch cases,it is important to be sure that the targeting potential of one ligand will not be negatively affected by the presence of the second on the same nanosystem. OX-26 (anti-transferrin momoclonal antibody) nanoliposomes werw prepared and after evaluation of several preparative aspects their brain targeting potential was studied on a cellular model of BBB. Manufactured pegylated immunoliposomes coated with the monoclonal antibody OX-26 aimed transferrin receptor and studies of uptake of OX-26 immunoliposomes from cell line hCMEC/D3 were done. Also studies of cell tracking content of immunoliposomes were done in order to clarify the mechanism of intake. Our results showed that the uptake of immunoliposomes from hCMEC/D3 cell line is quite high in comparison with the uptake of immunoliposomes coated with IgG antibody. Moreover the uptake of immunoliposomes is dosedependent and depends on the quantity of antibody in the liposomal surface. With regard to the mechanism of intake, results show that there is lysosomatic localization of the liposomal content so we can say that uptake is achievied through receptor and then followed shipment to lysosomes. In the second part, manufactured liposomes and immunoliposomes with specialization for Ab peptides. In the first case prepared liposomes with curcumin incorporated into the lipid bilayer and the ability to inhibit the linking of Aβ1-40 monomers or oligomers or even to disagreggate fibrillar forms of Aβ1-42 peptide was studied. For this purpose applied the thioflavin–T protocol, using which we can prove the existence of β-structures. The results showed that liposomal curcumin is more capable to inhibit the agreggation or to disaggregate structures of Aβ peptides compared with the same amount of free curcumin. In the second case, prepared anti-Abeta immunoliposomes and studies for the determination of the affinity for immobilized Aβ peptides monomers and fibrils were done with the SPR technique. The results showed that the affinity of immunoliposomes for Aβ monomers and fibrils is high and that the Ka of immunoliposomes in Aβ peptides depends on the amount of antibodies that is tethered on the liposomal surface.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιχειρεί να διερευνήσει την επίδραση της πειραματικής ηπατεκτομής στην δομή του εντερικού βλεννογόνου μελετώντας την απόπτωση και τον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων στις κρύπτες, τα επίπεδα ενδοτοξίνης στην πυλαία φλέβα και την αορτή, καθώς επίσης και τα επίπεδα του οξει-δωτικού stress. Μελετά επίσης τα επίπεδα του οξειδωτικού stress στο εναπομείναν ήπαρ. Επιπλέον, σε μια προσπάθεια θεραπευτικής παρέμ-βασης, διερευνήθηκε ο ρόλος των ρυθμιστικών εντερικών πεπτιδίων BBS και NT στις ανωτέρω παραμέτρους . Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι τα πεπτίδια αυτά εξα-σκούν ένα ευρύ φάσμα δράσεων στον εντεροηπατικό άξονα και βελτι-ώνουν την ακεραιότητα του γαστρεντερικού βλεννογόνου έπειτα από την επίδραση διαφόρων βλαπτικών παραγόντων. Η απουσία χολής ενδοαυλικά, αποστερεί τον εντερικό βλεννο-γόνο, από τις βακτηριοστατικές, αντιενδοτοξινικές και τροφικές της ιδιότητες, οδηγώντας σε αύξηση των βακτηριδίων και της ενδοτοξίνης ενδοαυλικά και σε εντερική ατροφία. Οι μεταβολές αυτές προάγουν τη μετακίνηση βακτηρίων και ενδοτοξινών στην πυλαία φλέβα και ακο-λούθως, μέσω μιας κατασταλμένης εκκαθαριστικής ικανότητας των κυττάρων Kupffer εξαιτίας της μειωμένης μάζας τους, στη συστη-ματική κυκλοφορία. Η συστηματική ενδοτοξιναιμία ενεργοποιεί τη συστηματική φλεγμονώδη απάντηση, η οποία σχετίζεται με τη δυσλει-τουργία που αναπτύσσεται σε απομακρυσμένα όργανα, ενώ συνεισφέ-ρει και στην περαιτέρω επιδείνωση της λειτουργίας του εντερικού φραγμού και της ηπατικής βλάβης. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης επιβεβαίωσαν την παρουσία πυλαίας και συστηματικής ενδο-τοξιναιμίας σε πειραματική ηπατεκτομή. Η προκαλούμενη από την πειραματική ηπατεκτομή ατροφία του εντερικού βλεννογόνου τεκμη-ριώθηκε με μορφομετρική ανάλυση και με μετρήσεις του DNA και της πρωτεΐνης. ΄Ενας πιθανός μηχανισμός προαγωγής της ατροφίας του εντερικού βλεννογόνου είναι η διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ κυτταρικού πολλαπλασιασμού και κυτταρικού θανάτου στις κρύπτες, με αύξηση της απόπτωσης και μείωση της μιτωτικής δραστηριότητας. Επιπλέον η πειραματική ηπατεκτομή οδήγησε τις εντερικές λειτουργί-ες σε μια κατάσταση χαμηλού οξειδωτικού stress όπως φαίνεται καθαρά από τη μείωση της υπεροξείδωσης των λιπιδίων και της οξει-δωμένης γλουταθειόνης (GSSG) καθώς και από την αύξηση της ανηγ-μένης γλουταθειόνης (GSG). Είναι άξιο παρατήρησης ότι το οξειδωτι-κό stress δεν φαίνεται να είναι το πρωταρχικό αίτιο της πρόκλησης κυτταρικής απόπτωσης και ατροφίας λαχνών που παρατηρείται μετά από μερική ηπατεκτομή, αν και αυτή η επέμβαση μειώνει το οξειδωτι-κό stress κάτω από το control. Από το άλλο μέρος αυτές οι επιδράσεις εξαλείφθηκαν υπό συνθήκες ακόμη πιο μειωμένου οξειδωτικού stress που προκλήθηκαν μετά την χορήγηση των ρυθμιστικών πεπτιδίων BBS και NT Τα ρυθμιστικά εντερικά πεπτίδια, BBS και NT, δρώντας είτε άμεσα, μέσω ειδικών υποδοχέων των επιθηλιακών κυττάρων του εντέ-ρου, είτε έμμεσα, βελτιώνοντας τη μικροκυκλοφορία του εντέρου, μείωσαν σημαντικά την απόπτωση και ανέστρεψαν την εντερική ατρο-φία. Η πρόληψη, από τα ρυθμιστικά πεπτίδια, των επαγόμενων από την ηπατεκτομή κυτταρικών και βιοχημικών μεταβολών του εντερικού βλεννογόνου, οδήγησε σε σημαντική μείωση της πυλαίας και συστη-ματικής ενδοτοξιναιμίας. Επιπλέον, η BBS και η NT, εξασκώντας αντιοξειδωτική δράση και στο ήπαρ, προστάτεψαν το εναπομείναν ήπαρ από δυο μείζονες παράγοντες ηπατικής βλάβης, που είναι το οξειδωτικό stress και η ενδοτοξιναιμία. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχ-νουν ότι η δυσλειτουργία του εντερικού φραγμού στην ηπατεκτομή σχετίζεται με την επαγωγή κυτταρικών και βιοχημικών μεταβολών στον εντερικό βλεννογόνο, οι οποίες χαρακτηρίζονται από πρόκληση οξειδωτικού stress και επαγωγή της απόπτωσης. Τα ρυθμιστικά εντε-ρικά πεπτίδια BBS και NT προλαμβάνοντας τις μεταβολές αυτές του εντερικού βλεννογόνου μειώνουν σημαντικά την πυλαία και συστημα-τική ενδοτοξιναιμία. Επίσης, εξασκούν προστατευτική δράση εναντίον του οξειδωτικού stress στο ήπαρ. Η συνδυασμένη ευεργετική επίδραση των ρυθμιστικών πεπτιδίων, τόσο στη δυσλειτουργία του εντερικού φραγμού και την ενδοτοξιναιμία, που ευθύνονται για την ανάπτυξη σηπτικών επιπλοκών και βλάβης απομακρυσμένων οργάνων, όσο και στο οξειδωτικό stress, εισηγούνται μια νέα θεραπευτική προσέγγιση στην ηπατεκτομή. / This doctoral thesis explores the effect of experimental hepatectomy on the structure of the intestinal mucosa by studying apoptosis and proliferation of epithelial cells in crypts, endotoxin levels in portal vein and aorta, as well as levels of oxidative stress. It also investigates the level of oxidative stress on the remaining liver tissue. In addition, in an attempt of therapeutical approach, the role of the regulatory intestinal peptides BBS and NT in the above parameters has also been evaluated. Previous studies have demonstrate that the above peptides present a wide range of actions on the intestinal-liver axis, thus improving integrity of the gastrointestinal mucosa after it has been affected by various harmful factors. Intestinal mucosa in the absence of bile in the lumen lacks its bacteriostatic, anti-endotoxin and trophic effects, leading in a raise of bacteria and endotoxin in the lumen as well as intestinal atrophy. These changes are promoting bacteria and endotoxin translocation to the portal vein and from there, to the systematic circulation, a procedure augmented by the supression of the cleaning ability of Kuppfer cells due to their reduced mass in hepatectomy. Systemic endotoxinaemia activates the systematic inflammatory response (SIR) related to the dysfunction of distal organs, and contributing to further damage to the mucosal barrier and the liver. This study confirmed the presence of portal and systemic endotoxinaimia in experimental hepatectomy. The subsequent atrophy of the intestinal mucosa has been documented with morphologic analyses as well as DNA and protein measurements. A possible explanation of the observed atrophy might be disturbance in balance between cellular proliferation and cellular death in the crypts by increased apoptosis and decreased mitotic activity. In addition, experimental hepatectomy led the intestinal functions in a state of low oxidative stress, as it is clearly shown by the decrease of lipid peroxidation and oxidized glutathione (GSSG), and the increase of glutathione (GSH). Interestingly enough, oxidative stress does not seem to be the primary cause of cellular apoptosis and decreased cell proliferation in the crypts (leading to mucosa atrophy), which are observed after partial hepatectomy, although this operation decreased oxidative stress below the control levels. On the other hand, these effects are prevented at more decreased levels of oxidative sress induced by the regulatory intestinal peptides BBS and NT. BBS and NT may act either directly, through specific receptors of the intestinal epithelial cells, or indirectly, by improving the intestinal microcirculation, leading to reversal of intestinal atrophy. Prevention, by these peptides, of the hepatectomy induced cellular and biochemical changes in the intestinal mucosa led to significantly reduced portal and systematic endotoxinaemia. In addition, BBS and NT, through antioxidative action to the liver, protected the remaining liver tissue from two major factors of liver lesions: oxidative stress and endotoxinaimia. Concluding, the results of this study show that dysfunction of the intestinal mucosa barrier in the hepatectomy is associated with the induction of cellular and biochemical changes in the intestinal mucosa, which are characterized by the promotion of oxidative stress and apoptosis. The regulatory intestinal peptides BBS and NT preventing these changes in the intestinal mucosa are significantly reducing portal and systematic endotoxinaimia. They also act by protecting against oxidative stress in the liver. This combined beneficial effect of these peptides, both in the dysfunction of the intestinal mucosa barrier and endotoxinaimia, which are responsible for the development of septic complications and distal organ lesions as well as in oxidative stress, might suggests a new therapeutical approach in hepatectomy.

Οι ασθενείς µε αποφρακτικό ίκτερο, ιδιαίτερα όταν εκτίθενται στο επιπρόσθετο stress ενός επεµβατικού διαγνωστικού ή θεραπευτικού χειρισµού, είναι επιρρεπείς στην ανάπτυξη σηπτικών επιπλοκών και νεφρικής δυσλειτουργίας που οδηγούν σε υψηλά ποσοστά νοσηρότητας και θνητότητας. Πειραµατικές και κλινικές µελέτες έχουν δείξει ότι ο αποφρακτικός ίκτερος προκαλεί δυσλειτουργία του βλεννογόνιου εντερικού φραγµού, οδηγώντας σε ενδοτοξιναιµία, η οποία φαίνεται να διαδραµατίζει κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη των επιπλοκών αυτών. Η απουσία χολής µεταβάλλει τη λειτουργία του εντερικού φραγµού χωρίς να διασπά τη συνέχεια του επιθηλίου. Οι µοριακοί µηχανισµοί που ενέχονται στο φαινόµενο αυτό δεν έχουν αποσαφηνιστεί. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιχειρεί να διερευνήσει την επίδραση του πειραµατικού αποφρακτικού ικτέρου στην έκφραση της αποφραξίνης, δοµικού συστατικού των αποφρακτικών ενώσεων, στον εντερικό βλεννογόνο, στην απόπτωση και στον πολλαπλασιασµό των επιθηλιακών κυττάρων στις κρύπτες και στα επίπεδα οξειδωτικού stress στο έντερο. Επιπλέον, σε µια προσπάθεια θεραπευτικής παρέµβασης, διερευνήθηκε ο πιθανός ρόλος των ρυθµιστικών εντερικών πεπτιδίων bombesin (BBS) και neurotensin (NT) στις ανωτέρω παραµέτρους, καθώς και στην ιστολογία και στα επίπεδα οξειδωτικού stress στο ήπαρ. Προηγούµενες µελέτες έχουν δείξει ότι τα πεπτίδια αυτά εξασκούν ένα ευρύ φάσµα δράσεων στον εντερο-ηπατικό άξονα και βελτιώνουν την ακεραιότητα του γαστρεντερικού βλεννογόνου έπειτα από την επίδραση διαφόρων βλαπτικών παραγόντων. Η απουσία χολής ενδοαυλικά, αποστερεί τον εντερικό βλεννογόνο από τις βακτηριοστατικές, αντι-ενδοτοξινικές και τροφικές της ιδιότητες, οδηγώντας σε αύξηση των βακτηριδίων και της ενδοτοξίνης ενδοαυλικά και σε εντερική ατροφία. Οι µεταβολές αυτές προάγουν τη µετακίνηση βακτηρίων και ενδοτοξινών στην πυλαία φλέβα και ακολούθως, µέσω µιας κατασταλµένης εκκαθαριστικής ικανότητας των κυττάρων Kupffer εξαιτίας της χολόστασης, στη συστηµατική κυκλοφορία. Η συστηµατική ενδοτοξιναιµία ενεργοποιεί τη συστηµατική φλεγµονώδη απάντηση, η οποία σχετίζεται µε τη δυσλειτουργία που αναπτύσσεται σε αποµακρυσµένα όργανα, ενώ συνεισφέρει και στην περαιτέρω επιδείνωση της λειτουργίας του εντερικού φραγµού και της ηπατικής βλάβης. Τα αποτελέσµατα της παρούσας µελέτης επιβεβαίωσαν την παρουσία πυλαίας και συστηµατικής ενδοτοξιναιµίας σε εξωηπατική απόφραξη των χοληφόρων. Η προκαλούµενη από τον αποφρακτικό ίκτερο ατροφία του εντερικού βλεννογόνου τεκµηριώθηκε µε µορφοµετρική ανάλυση και µε µετρήσεις του DNA και της πρωτεΐνης. Ένας πιθανός µηχανισµός προαγωγής της ατροφίας του εντερικού βλεννογόνου είναι η διαταραχή της ισορροπίας µεταξύ κυτταρικού πολλαπλασιασµού και κυτταρικού θανάτου στις κρύπτες, µε αύξηση της απόπτωσης και µείωση της µιτωτικής δραστηριότητας. Επίσης, ο αποφρακτικός ίκτερος οδήγησε σε αύξηση του οξειδωτικού stress στο έντερο, όπως τεκµηριώνεται από την αύξηση της υπεροξείδωσης των λιπιδίων, της οξείδωσης των πρωτεϊνών, της οξειδωµένης γλουταθειόνης (GSSG), των ολικών µη πρωτεϊνικών µεικτών δισουλφιδίων (NPSSR), και των πρωτεϊνικών δισουλφιδίων (PSSP), ενώ µειώθηκε το αντιοξειδωτικό µόριο της ανηγµένης γλουταθειόνης (GSH). Η ενδοτοξιναιµία και οι αυξηµένες συγκεντρώσεις χολικών αλάτων αποτελούν σηµαντικούς διεγέρτες της παραγωγής δραστικών µεταβολιτών οξυγόνου. Η παρουσία οξειδωτικού stress στο έντερο συνεισφέρει στην προαγωγή της αποπτωτικής διεργασίας και στην αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασµού στις κρύπτες, οδηγώντας σε ατροφία του βλεννογόνου. Ένα άλλο πρωτότυπο εύρηµα αυτής της µελέτης είναι η διαταραχή του παρακυττάριου φραγµού του εντέρου στα πειραµατόζωα µε αποφρακτικό ίκτερο, η οποία τεκµηριώνεται µε την απώλεια της έκφρασης της αποφραξίνης περίπου στο 50% των επιθηλιακών κυττάρων στο κορυφαίο τµήµα της λάχνης. Συνεπώς, το άνοιγµα της παρακυττάριας οδού φαίνεται να είναι ένας σηµαντικός παράγων στη διαφυγή ενδοτοξίνης από τον εντερικό αυλό στην πυλαία κυκλοφορία. Η ενδοτοξιναιµία, η απελευθέρωση στη συστηµατική κυκλοφορία µεσολαβητών φλεγµονής και η παρουσία οξειδωτικού stress στο έντερο πιθανώς σχετίζονται µε τη µεταβολή της έκφρασης της αποφραξίνης στον εντερικό βλεννογόνο. Επιπλέον, στον αποφρακτικό ίκτερο ανεβρέθηκε µια διαβάθµιση της έκφρασης της αποφραξίνης κατά µήκος της λάχνης, µε µεγαλύτερη απώλεια της έκφρασής της στο άνω τριτηµόριο, µικρότερη στο µέσο και ακόµα µικρότερη στην κρύπτη. Μια πιθανή εξήγηση αυτής της διαβάθµισης της απώλειας της έκφρασης της αποφραξίνης είναι ότι, δεδοµένου ότι η ανανέωση του επιθηλίου γίνεται από την κρύπτη προς την κορυφή, τα κύτταρα της κορυφής της λάχνης έχουν εκτεθεί για περισσότερο χρονικό διάστηµα στις συνθήκες οξειδωτικού stress που επικρατούν στο έντερο. Τα ρυθµιστικά εντερικά πεπτίδια, BBS και ΝΤ, δρώντας είτε άµεσα, µέσω ειδικών υποδοχέων των επιθηλιακών κυττάρων του εντέρου, είτε έµµεσα, βελτιώνοντας τη µικροκυκλοφορία του εντέρου, αποκατέστησαν την έκφραση της αποφραξίνης στον εντερικό βλεννογόνο, µείωσαν σηµαντικά την απόπτωση και το οξειδωτικό stress και ανέστρεψαν την εντερική ατροφία. Η πρόληψη, από τα ρυθµιστικά πεπτίδια, των επαγόµενων από τον αποφρακτικό ίκτερο κυτταρικών και βιοχηµικών µεταβολών του εντερικού βλεννογόνου, οδήγησε σε σηµαντική µείωση της πυλαίας και συστηµατικής ενδοτοξιναιµίας. Επιπλέον, η BBS και η ΝΤ, εξασκώντας αντιοξειδωτική δράση και στο ήπαρ, προστατεύουν από δυο µείζονες παράγοντες ηπατικής βλάβης κατά τη χολόσταση, που είναι το οξειδωτικό stress και η ενδοτοξιναιµία, οδηγώντας σε βελτίωση των ιστολογικών αλλοιώσεων της αποφρακτικής χολαγγειοπάθειας. Συµπερασµατικά, τα αποτελέσµατα της παρούσας µελέτης δείχνουν ότι η δυσλειτουργία του εντερικού φραγµού στον αποφρακτικό ίκτερο σχετίζεται µε την επαγωγή κυτταρικών και βιοχηµικών µεταβολών στον εντερικό βλεννογόνο, οι οποίες χαρακτηρίζονται από κατά τόπους απώλεια της έκφρασης της αποφραξίνης, πρόκληση οξειδωτικού stress και επαγωγή της απόπτωσης. Τα ρυθµιστικά εντερικά πεπτίδια BBS και ΝΤ προλαµβάνοντας τις µεταβολές αυτές του εντερικού βλεννογόνου µειώνουν σηµαντικά την πυλαία και συστηµατική ενδοτοξιναιµία. Επίσης, εξασκούν προστατευτική δράση εναντίον του οξειδωτικού stress στο ήπαρ και διαφυλάσσουν την αρχιτεκτονική του πυλαίου διαστήµατος. Η συνδυασµένη ευεργετική επίδραση των ρυθµιστικών πεπτιδίων, τόσο στη δυσλειτουργία του εντερικού φραγµού και την ενδοτοξιναιµία, που ευθύνονται για την ανάπτυξη σηπτικών επιπλοκών και βλάβης αποµακρυσµένων οργάνων, όσο και στο οξειδωτικό stress και την ιστολογία του ήπατος, εισηγούνται µια νέα θεραπευτική προσέγγιση στον αποφρακτικό ίκτερο. Όπωσδήποτε απαιτούνται περαιτέρω µελέτες για τη διευκρίνιση των µηχανισµών δράσης και πιθανών παρενεργειών της BBS και της ΝΤ πριν την εφαρµογή τους στην κλινική πράξη. / Patients with obstructive jaundice, especially when exposed to the additional stress of an invasive diagnostic or therapeutic procedure, are prone to septic complications and renal dysfunction contributing to high morbidity and mortality rates. Experimental and clinical studies have shown that obstructive jaundice compromises intestinal barrier function resulting in endotoxemia, which appears to play a key role in the development of these complications. Lack of bile alters intestinal epithelial barrier function without disrupting epithelial continuity. The molecular mechanisms implicated in this phenomenon are poorly understood. This study was undertaken to investigate the influence of experimental obstructive jaundice on the expression of the key tight junction-associated protein occludin in the intestinal epithelium, epithelial cell apoptosis and proliferation in crypts and intestinal oxidative stress. In addition, in an attempt for therapeutic intervention in obstructive jaundice, we have explored the potential positive effect of gut regulatory peptides bombesin (BBS) and neurotensin (NT) on the above-described parameters and on liver histology and oxidative stress. These factors exert a wide spectrum of actions on the gut-liver axis and they improve gastrointestinal mucosa integrity after various injurious insults. The results of our study showed that experimental obstructive jaundice results in portal and aortic endotoxaemia. In jaundiced rats, there was total loss of occludin expression in numerous enterocytes and this effect was most profound at the upper third of the villi, while a gradient of positivity existed from crypt to tip. Intestinal cell apoptosis in crypts was significantly increased, while mitotic activity was reduced. This imbalance of cell proliferation and death in crypts was accompanied by induction of mucosal atrophy, as evidenced by morphometrical analysis and decreased DNA and protein content. Moreover, obstructive jaundice induced intestinal oxidative stress demonstrated by increased lipid peroxidation, protein oxidation, GSSG, NPSSR, PSSP and reduction of GSH. Administration of BBS or NT significantly reduced portal and systemic endotoxaemia. These agents restored occludin expression in the intestinal epithelium to the control state, significantly reduced apoptosis and oxidative stress and reversed mucosal atrophy. Moreover, both agents significantly ameliorated liver injury, as demonstrated by improvement of obstructive cholangiopathy, reduction of hepatic oxidative stress and prevention of neutrophilic accumulation in portal tracts. Absence of intraluminal bile deprives the gut from its bacteriostatic, endotoxin-neutralizing and mucosal-trophic effect leading to increased intestinal bacterial and endotoxin load and mucosal atrophy. These alterations promote bacterial and endotoxin translocation into portal circulation and subsequently, through a decreased clearance capacity of Kupffer cells because of cholestasis, into systemic circulation. Systemic endotoxemia activates a systemic inflammatory response, which is associated with dysfunction of remote organs, while it further aggravates intestinal barrier dysfunction and cholestatic liver injury. Endotoxin and bile acids represent important sources of reactive oxygen species formation. We have demonstrated increased intestinal oxidative stress in obstructive jaundice, which possibly contributes to induction of apoptosis and inhibition of cell proliferation in intestinal crypts, leading to mucosal atrophy. Another novel finding of this study is that the intestinal paracellular barrier in jaundiced rats is disrupted, as evidenced by loss of expression of the key tight junction-associated protein occludin in approximately 50% of enterocytes at the upper third of the villi. Therefore, the opened paracellular route may significantly contribute to the escape of endotoxin from the intestinal lumen into portal circulation. Endotoxemia, systemic release of inflammatory mediators and intestinal oxidative stress are possibly associated with decreased occludin expression. A possible explanation for the gradient of occludin expression from crypt to tip is that the cells at the tip of the villi have been exposed for a longer duration to the oxidative intestinal environment of jaundiced rats since epithelial renewal takes place from crypt to tip. Gut regulatory peptides, BBS and NT, acting either directly, through specific receptors located in intestinal epithelial cells, or indirectly, through improvement of intestinal microcirculation, prevent the above-described cellular and biochemical alterations of the intestinal mucosa, leading to lower portal and systemic endotoxin concentrations. Moreover, exerting an antioxidant effect on the liver as well, they prevent two major factors in the promotion of cholestatic liver injury, oxidative stress and endotoxemia, leading to significant amelioration of obstructive cholangiopathy. In conclusion, the results of the present study show that obstructive jaundice-induced gut barrier dysfunction is associated with regional loss of occludin expression in the intestinal epithelium, increased intestinal oxidative stress and induction of apoptosis / inhibition of proliferation in crypts leading to intestinal atrophy. Gut regulatory peptides BBS and NT exerting beneficial effects on these cellular and biochemical alterations of the intestinal mucosa prevent portal and systemic endotoxaemia. Moreover, these factors exert a protective action on portal tract architecture and hepatic oxidative stress. The combined beneficial effects of regulatory peptides on intestinal barrier dysfunction and endotoxemia, which account for septic complications and dysfunction of remote organs, and on liver oxidative status and histology, provide a novel therapeutic approach for obstructive jaundice. However, further investigation to elucidate the details of the functional mechanisms and possible side effects of BBS and NT are needed before any clinical application.

Η ηπατική εγκεφαλοπάθεια είναι ένα σύνθετο νευροψυχιατρικό σύνδρομο το οποίο εκδηλώνεται κυρίως σε συνθήκες ηπατικής κίρρωσης. Διάφορες παθολογικές και τοξικές καταστάσεις μπορεί να επηρεάσουν την ηπατική λειτουργία σε τέτοια βαθμό ώστε να προκληθεί ηπατική εγκεφαλοπάθεια. Το οξειδωτικό στρές έχει ενεπλακεί σε διάφορες μελέτες στην παθογένεση της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας. Επιπλέον, η ανάπτυξη αυξημένου οξειδωτικού στρές υπό την επίδραση αποφρακτικού ικτέρου έχει μετρηθεί σε διάφορα όργανα πειραματοζώων, συμπεριλαμβανομένου και του εγκεφάλου. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να ανιχνεύσει της αλλαγές στις αποφρακτικές συνδέσεις των τριχοειδικών αγγείων του εγκεφάλου που συσχετίζονται με την οκκλουδίνη. Για να το επιτύχουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε ένα μοντέλο απολίνωσης του κοινού χοληδόχου πόρου (BDL) σε πειραματόζωα (αρουραίους). Στο πείραμα 1 η έκφραση της οκκλουδίνης εκτιμήθηκε μέσω της μεθόδου ποσοτικοποίησης κατά Westernblot. Σε αυτό το πείραμα χρησιμοποιήθηκαν πέντε (BDL) και πέντε ψευδώς χειρουργηθέντα πειραματόζωα (sham). Τα πειραματόζωα θανατώθηκαν δέκα ημέρες μετα το χειρουργείο. Στην κατά Westernblot ποσοτικοποίηση παρατηρήθηκε μεγάλη μείωση της ποσότητας της οκκλουδίνης στα BDL πειραματόζωα σε σχέση με τα sham. Στο πείραμα 2 χρησιμοποιήθηκαν εννέα BDL και εννέα sham πειραματόζωα. Τρία πειραματόζωα από τις δύο παραπάνω ομάδες θανατώθηκαν την πρώτη, την πέμπτη και τη δέκατη μετεγχειρητική ημέρα. Τα επίπεδα οκκουδίνης σε αυτά τα πειραματόζωα συσχετιστήκαν με τις τιμές τηςinvivo μέτρησης των ελευθέρων ριζών οξυγόνο. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι η τιμή της οκκλουδίνης στα BDL ζώα ήταν σημαντικά μειωμένη σε σχέση με τα sham όλες τις χρονικές στιγμές που έγιναν οι μετρήσεις, ενώ οι χαμηλότερες τιμές καταγράφηκαν στα πειραματόζωα που παρέμειναν υπό αποφρακτικό ίκτερο για δέκα ημέρες. Επιπλέον καταδείχθη ότι η χρονικά συσχετιζόμενη μείωση των επιπέδων της οκκλουδίνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου συσχετίζεται με τα αυξανόμενα επίπεδα ελευθέρων ριζών οξυγόνου της ημέρες μετά το χειρουργείο, φανερώνοντας τη σχέση μεταξύ αυτών των δύο φαινομένων. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη πρώτη παραθέτει στοιχεία που προτείνουν την εμπλοκή της οκκλουδίνης στην παθοφυσιολογία της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας σε συνθήκες εξωηπατικής χολόστασης. Αυτό γίνεται μέσω της μείωσης των επιπέδων τις οκκλουδίνης στις αποφρακτικές συνδέσεις των ενδοθηλιακών κυττάρων του εγκεφάλου υπο την επίδραση του χολοστατικού ικτέρου, η οποία οδηγεί σε άρση του αιματο-εγκεφαλικού φραγμού. / Hepatic encephalopathy in a complicate neuro-psychiatric syndrome which is common under hepatic cirrhosis. Various pathological and toxic lesions can deteriorate liver function in such way, so hepatic encephalopathy can be inflicted. Oxidative stress is involved in pathogenesis of hepatic encephalopathy in several protocols. Moreover the development of increased oxidative stress in the context of obstructive cholestasis has been proven in various rats' organs including the brain. The present study aimed to detect alterations of tight junction-associated occludin in rat brain capillaries. To accomplish that we have used a rats bile duct ligation experimental model (BDL). In experiment 1, occludin expression was evaluated by Western blot analysis. In this experiment were used five BDL and five sham rats. The experimental animals were sacrificed ten days after the operation. Western blot analysis revealed significant decrease of occlidins amount in BDL rats compared to the sham rats. In experiment 2, nine BDL and nine sham animals were used. Three animals from each group were sacrificed during the first, fifth and tenth post-operate day. The results of occludin level to these animals were associated with the in vivo superoxide radical production. The results indicated that occludin level in BDL animals, as opposed to sham-operated, was significantly reduced at every time point studied, being lowest in the rats remaining on BDL condition for 10 days. Moreover, it was demonstrated that the time-dependent reduction of occludin level in the brain endothelial was significantly correlated with the time dependent increase of brain superoxide radical level, implying a relationship between these two abnormalities. In conclusion, the evidence presented herein suggests for first time the implication of occludin in pathophysiology of hepatic encephalopathy under extra-hepatic cholestasis. This phenomenon occur due to the reduce of occludin level to cerebral endothelial cells’ tight junctions under cholestatic jaundice, which drives to lift of brain-blood barrier.

Ο αιματο-εγκεφαλικός φραγμός (ΑΕΦ) παίζει έναν καθοριστικό ρόλο στην ομοιόσταση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος. Οι στενοσύνδεσμοι (TJ) των ενδοθηλιακών κυττάρων των εγκεφαλικών τριχοειδών συνεισφέρουν σημαντικά στη λειτουργία του ΑΕΦ περιορίζοντας την παρακυτταρική διάχυση. Η οκλουδίνη, μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, αποτελεί μείζον συστατικό των TJ και παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργίας τους. Το οξειδωτικό στρες αποτελεί κοινό χαρακτηριστικό πολλών νευροεκφυλιστικών και νευροφλεγμονωδών παθήσεων και η δυσλειτουργία των TJ με τη συνοδό διαταραχή του ΑΕΦ, συνδέονται με αυτό. Το αυξημένο οξειδωτικό φορτίο στα πλαίσια της αποφρακτικής χολόστασης έχει αποδειχθεί σε διάφορα όργανα αρουραίων μεταξύ των οποίων και ο εγκέφαλος. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε ένα πειραματικό μοντέλο αρουραίων με απολίνωση του χοληδόχου πόρου (BDL), για να εξεταστεί η επίδραση της χολόστασης στην εντόπιση της οκλουδίνης στο ενδοθήλιο εγκεφαλικών τριχοειδών με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Αρσενικοί αρουραίοι Wistar χωρίστηκαν τυχαίως σε δύο ομάδες. Ομάδα Ι ψευδώς χειρουργημένοι αρουραίοι και ομάδα ΙΙ αρουραίοι που υπεβλήθησαν σε απολίνωση χοληδόχου πόρου (BDL) και οι δύο την ίδια ημέρα 0. Την 10η μετεγχειρητική ημέρα, όλα τα επιζήσαντα ζώα θυσιάστηκαν δια αποκεφαλισμού. Μετά από κατάλληλη προετοιμασία για σήμανση με ανοσοχρυσό της οκλουδίνης, δείγματα από το μετωπιαίο λοβό, το μεσεγκέφαλο και την παρεγκεφαλίδα από κάθε ομάδα παρατηρήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για διαφορές στην εντόπιση της οκλουδίνης σε σχέση με τη διενδοθηλιακή σχισμή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν μετακίνηση της οκλουδίνης μακριά από την περιοχή των στενοσυνδέσμων του τριχοειδικού ενδοθηλίου. Σημαντική αύξηση της απόστασης της οκλουδίνης από τη διενδοθηλιακή σχισμή παρατηρήθηκε στο μεσεγκέφαλο και στην παρεγκεφαλίδα και όχι στο μετωπιαίο λοβό, σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (control). Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα υπαινίσσονται μια εκλεκτική ως προς την περιοχή αποδιοργάνωση της οκλουδίνης σε απάντηση στην ηπατική δυσλειτουργία και ένα σημάδι δυσλειτουργίας των TJ με λογικό συνεπακόλουθο τη δυσλειτουργία και του ΑΕΦ. Προκαταρκτικά δεδομένα της χρήσης αντιοξειδωτικών παραγόντων, όπως η αλλοπουρινόλη, αφήνουν να διαφανεί ένας προστατευτικός ρόλος όσον αφορά τη μετατόπιση της οκλουδίνης σε BDL αρουραίους. Εν συντομία, η παρούσα πειραματική μελέτη παρουσιάζει την επίδραση του οξειδωτικού στρες, στην εντόπιση της πρωτεΐνης των στενοσυνδέσμων οκλουδίνη στο ενδοθήλιο των εγκεφαλικών τριχοειδών αγγείων σε αρουραίους με απολίνωση χοληδόχου πόρου. Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές ανοσοσήμανσης συνδυαζόμενες με ηλεκτρονική μικροσκοπία και παρουσιάστηκαν δεδομένα εκλεκτικής ως προς την περιοχή εγκεφαλικής δυσλειτουργίας στην ηπατική πάθηση με δυνητική συσχέτιση με τις κλινικές εκδηλώσεις της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας. / The blood–brain barrier (BBB) plays a critical role in central nervous system homeostasis. Interendothelial tight junction (TJ) protein complexes of the brain microvasculature have a major contribution to the BBB function by limiting paracellular diffusion Occludin, a transmembrane protein, is a major component of the TJ which plays a significant role in its regulation. Oxidative stress is a major underlying cause of neurodegenerative and neuroinflammatory disorders while TJ dysfunction leading to BBB disruption is associated with it. The development of increased oxidative stress in the context of obstructive cholestasis has been proven in various rats' organs including the brain. The present study used a rat model with bile duct ligation, to examine the effect of cholestasis, to the localization of occludin in brain capillary endothelium by means of electronic microscopy. Male Wistar rats were randomly divided into Group I, rats subjected to sham operation, and Group II, rats subjected to bile duct ligation (BDL) on day 0 and on post-operative day 10 all surviving animals were sacrificed by instant decapitation. After specific treatment for immunogold labeling of occludin, samples from frontal cortex, midbrain and cerebellum from each group were observed for differences in occludin location in relation to the interendothelial cleft. The results demonstrated a dislocation of occludin away from the tight junction sites of brain endothelial cells. A significant increase of the occludin-interendothelial cleft distance was demonstrated in the midbrain and the cerebellum samples but not in the frontal cortex, compared to the control group samples. These findings imply a brain region selective derangement of occludin in response to liver disease and a sign of TJ impairment and thus, a speculated BBB dysfunction. Preliminary data of use of antioxidant agents, as allopurinol, imply a protective effect concerning the dislocation of occludin in BDL rats. In brief, this experimental study demonstrates the effect of oxidative stress, in the location of TJ protein occludin in brain capillary endothelium of BDL rats. The study used immunolabeling techniques combined with electron microscopy and presented data of region-specific brain abnormalities in liver disease with potential correlation with clinical manifestations of hepatic encephalopathy.