Deneysel rat modelinde ESWL sonrası oluşan böbrek doku hasarında oral sirolimus tedavisinin etkisi

Abstract

ESWL, vücut dışındaki bir kaynaktan elde edilen ses dalgalarının şok dalgaları haline getirilip taşa yönlendirmek suretiyle taşın parçalanmasını hedefleyen tedavi şeklidir. İki cm den küçük bir çok üst üriner sistem taşlarının tedavisinde yüksek başarı oranı, minimal invaziv olması, uzun dönem etkiliği nedeni ile önerilen ilk tedavi seçeneğidir. ESWL hastaların tamamında olmasa da büyük kısmında üriner sistem taşlarının kırılması için kullanılan şok dalga sayısına bağlı olarak akut renal yaralanma izlenebilir. Bu hasar öncelikle doku içerisinde kanamaya neden olan vasküler yaralanmadır. Bazı olgularda renal yaralanma daha ciddi boyutta olup subkapsüler kanama, akut renal yetmezlik ve böbrek kaybına kadar ilerleyebilir. ESWL'nin neden olduğu vasküler hasarın uzun dönem sonuçlarını belirten çok az klinik ve deneysel çalışma mevcuttur. Bu çalışmalarda oluşan parankimal kanamayı inflamasyonun takip ettiği ve sonuçta hasarlı böbrek dokusunun skar formasyonu ile iyileştiği belirtilmiştir.Bir mTOR inhibitörü olan sirolimus organ transplant reddine karşı, kardiolojide uygulanan stentlerin açık tutulmasında, kornea yanıkları tedavisinde tedavi amacıyla kullanılmış, pek çoğunda da olumlu sonuçlar alınmıştır. İmmunsupresif, antifibroblastik, antiproliferatif ve neovaskülarizasyonu önleyici etkileri olduğu bildirilmiştir. Bu deneysel çalışma ESWL sonrası oluşan böbrek doku hasarında oral sirolimus tedavisinin etkinliğini araştırmak amacıyla planlanmıştır.Çalışmada 24 adet rat kullanılmıştır. Ratlar ESWL grubu (Grup 1), ESWL + SRL grubu (Grup 2) olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. Grup 1 ve Grup 2; erken dönem ve geç dönem olmak üzere 2 alt gruba ayrılmıştır. Çalışma öncesi ratların vücut ağırlıkları tartılmıştır. Genel anestezi altında ratların kuyruk venine yerleştirilen iv. kateterden kontrast madde verilerek floroskopi altında toplayıcı sistemin görüntülenmesi sağlanmıştır. F2 odağı sol böbrek orta pole gelecek şekilde odaklama yapılmıştır. Grup 1 ve grup 2 deki ratların sol böbreklerine 15 kV şiddetinde, 60 SW/dakika toplam 1000 şok dalgası uygulanmıştır. Grup 2 deki ratlara ESWL sonrası 0.8mg/kg/gün dozunda gastrik gavaj yöntemi ile sirolimus verilmiştir. Erken dönem alt gruplarındaki ratlara ESWL sonrası 15. günde, geç dönem alt gruplarındaki ratlara ise ESWL sonrası 2. ayda sol nefrektomi yapılmıştır. Nefrektomi yapılmadan önce ratların vücut ağırlıkları tartılmıştır. ESWL sonrası böbrek dokusunda meydana gelen hasarın erken döneminde ve geç döneminde, sirolimus tedavisinin etkileri hematoksilen&eozin (HE) ve periodic acid-schiff (PAS) yöntemiyle histopatolojik olarak değerlendirilmiştir.Histopatolojik değerlendirmede tübüler hasar (tübüler dilatasyon, intratübüler kanama), interstisyel inflamasyon, interstisyel kanama ve glomerüler ve vasküler konjesyon x200 büyütme ile tüm renal korteksde incelendi. Kronik hasar için bu bulgulara ilaveten tübüler atrofi ve interstisyel fibrozis varlığı da değerlendirildi. Li X. ve ark. çalışmasından modifiye edilerek hasar bulgularının yaygınlığı semikantitatif olarak yüzde alan ifadesiyle 0-4 skalasında skorlandı.Histoptolojik değerlendirmede subkapsüler veya parankimal kanama hiç bir denekte yoktu. Hem erken hem geç dönem gruplarda belirgin tübüler hasar, tübüler atrofi ve interstisyel fibrozis saptanmadı. Erken dönem grupların histopatolojik değerlendirme skorları karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark tespit edilmedi (p=0.332). Geç dönem grupların histopatolojik değerlendirme skorları karşılaştırıldığında iki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı fark olduğu tespit edilmiştir (p=0.004). Geç dönem ESWL + SRL grubunda belirgin olarak doku konjesyonun azaldığı tespit edilmiştir.Ratların çalışma öncesi ve çalışma sonrası vücut ağrılıkları karşılaştırıldığında sirolimus verilenlerde hem erken hem de geç dönem gruplarda vücut ağrılıklarında istatistiksel olarak anlamlı azalma tespit edilmiştir (p=0.001, p=0.006).Bu deneysel çalışmada histopatolojik olarak ESWL sonrası oluşan böbrek doku hasarında uzun dönemde sirolimus tedavisinin doku koruyucu etkisi olabileceği düşünülmüştür.Anahtar sözcükler: Böbrek, ESWL, Sirolimus, Histopatolojik değişiklikler, Ürolitiazis

Extracorporeal shock wave lithotripsy (ESWL) is the treatment modality which uses shock waves obtained from an external source that are directed to the intracorporeal stone to break it into little pieces. Due to its high success rates on treating upper urinary system stones smaller than 2 centimeters with long term durability and the minimal invasive feautures makes it as an appealing treatment choice in the first line. Acute renal injury can be seen in most of the patients depending on the number of the shock waves applied. This injury is a vascular damage that causes hemorrhage in the tissues. In some cases the renal injury may be critical which may lead to subcapsular hemorrhage, acute renal insufficiency and even loss of the kidney. There are limited data obtained by clinical and experimental studies that specifies the long term consequences of vascular damage caused by ESWL. In these studies it is observed that parenchymal hemorrhage is followed by inflammation which is finally healed by scar formation.Sirolimus is an mTOR inhibitor which has been successfully used in preventing rejection in solid organ transplantation, in drug eluting arterial stents and corneal burns. It has immunosuppressive, antiproliferative, antifibroblastic, and antiangiogenetic features. We aimed to search the effectiveness of oral sirolimus treatment in an experimental rat model on preventing kidney tissue damage that occurs after ESWL.Twenty four rats were used in this study. Rats were divided into two groups as ESWL group (Group 1) and ESWL+SRL group (Group 2). Group 1 and group 2 were further divided into two subgroups as early and late periods. Bodyweights of all the rats were measured before ESWL and nephrectomy procedures. Collecting systems of the left kidneys were visualized under fluoroscopy after injecting contrast medium through the i.v. catheter inserted in the caudal vein of the rats under general anesthesia. The F2 has been focused on the medial pole of the left kidney. A total of 1000 shockwaves with 15 kV amplitude and 60 SW/minute have been applied to the left kidneys of the rats in both groups. 0.8 mg/kg/day of sirolimus has been administered with gastric gavage technique to the rats in group 2 after ESWL starting on day 1. Group 1E and group 2E went under left nephrectomy on day 15 and group 1L and group 2L on day 60 after ESWL treatment. Histopathological evaluation done by hematoxylin-eosin (HE) and periodic acid-schiff (PAS) methods were used to assess the effects of sirolimus treatment in all groups.Histopathological evaluation done by examining all renal cortex under x200 magnification which included tubular damage that is characterized by tubular dilatation and intratubular hemorrhage were taken into consideration in addition to interstitial inflammation, interstitial hemorrhage, glomerular and vascular congestion. In addition to previous findings the presence of tubular atrophy and interstitial fibrosis favored the chronic damage. Signs of damage were scored on a 0-4 scale semiquantitatively due to their extensiveness as defined by Li X et al. In histopathologic evaluation no subcapsular or parenchymal hemorrhage has been encountered on any of the subjects. Neither in early nor in late period groups no tubular damage, tubular atrophy and interstitial fibrosis was observed. No statistical significance was determined in terms of histopathological scores between early groups (p=0.332). There was a statistically significant difference in terms of histopathological scores between the late groups (p=0.004). A major finding was a decline in tissue congestion in group 2L.A statistical significance was observed between group 1 and 2 both in the early and late periods for the decline in body weights on behalf of sirolimus respectively (p=0.001, p=0.006).That experimental model led us to conclude that, sirolimus treatment may have a beneficial long term protective effect on kidney tissue damage that occurs after ESWL treatment.Keywords: Kidney, ESWL, Sirolimus, Hispathologic changes, urolithiasis