Modelos experimentales de peritonitis bacteriana inducida en ratas con cirrosis y nuevas estrategias terapéuticas

Abstract

INTRODUCCIÓN: Los pacientes cirróticos tienen una elevada susceptibilidad a las infecciones, siendo la peritonitis bacteriana espontánea especialmente grave. Pese a que el tratamiento antibiótico es eficaz, la mortalidad todavía es elevada. Los modelos experimentales descritos hasta el momento son modelos de cirrosis que pueden llegar a desarrollar ascitis y peritonitis bacteriana espontánea, aunque con dificultades metodológicas. Para validar nuevos tratamientos es imprescindible disponer de un modelo experimental que se asemeje al máximo a la patología humana a estudiar. OBJETIVOS: Desarrollar modelos experimentales de peritonitis bacteriana inducida en ratas con cirrosis que permita evaluar nuevas estrategias terapéuticas MATERIAL Y MÉTODOS: Para el desarrollo del modelo experimental de peritonitis bacteriana inducida se utilizó ratas Sprague-Dawley con cirrosis inducida mediante la administración orogástrica de CCl4 con o sin ascitis. Recibieron una inyección intraperitoneal de diferentes concentraciones de E. coli diluido en 1 ml de agua estéril y diferentes volúmenes de agua estéril. Un subgrupo de animales sin ascitis recibió ceftriaxona 4 horas después de la inoculación de E. coli. En el segundo protocolo se utilizaron ratas a las que se les indujo PBI mediante una inyección intraperitoneal de 109 ufc de E. coli diluido en 20 ml de agua estéril. Fueron aleatorizados a recibir por vía subcutánea: placebo, ceftriaxona, anti-TNFα y ceftriaxona, o anti-TNFα solo. RESULTADOS: Las ratas con ascitis mostraron una menor mortalidad que las ratas sin ascitis a las que se les inyectó 108 o 109 ufc de E. coli (p<0.05). La mortalidad fue mayor con 109 ufc respecto 108 ufc de E. coli tanto en ratas con ascitis (pNS) como en las ratas sin ascitis (p<0.01). Se observó una tendencia a una menor mortalidad en las ratas inoculadas con 108 ufc de E. coli y mayor volumen de líquido inoculado. Se observó una marcada respuesta de las células polimorfonucleares peritoneales 4 horas después de la inyección de E. coli tanto en ratas con o sin ascitis. La terapia con antibióticos redujo significativamente la mortalidad en las ratas infectadas con 108 ufc de E. coli (p<0.01). En el segundo protocolo la mortalidad en las ratas tratadas con ceftriaxona y anti-TNFα fue menor que en los animales que recibieron placebo (53% vs 100%, p<0.01). Los niveles TNFα en suero se redujeron significativamente en las ratas que sobrevivieron tratadas con ceftriaxona y anti-TNFα pero no en aquellas tratadas con antibiótico solo. CONCLUSIONES: Hemos desarrollado un nuevo modelo experimental de peritonitis bacteriana inducida en ratas cirróticas con o sin ascitis, que es fácilmente reproducible, mediante la inoculación intraperitoneal de E. coli y que podría ser de gran utilidad para evaluar nuevas estrategias terapéuticas, como la administración de anti-TNFα asociada a antibióticos.

INTRODUCTION: Spontaneous bacterial peritonitis (SBP) is a common and severe infection in patients with cirrhosis. Although antibiotic treatment is effective, mortality is still high. The experimental model of cirrhosis induced by carbon tetrachloryde administration has been used to study the pathogenesis of ascites formation, renal dysfunction and bacterial translocation and to evaluate the effect of administration of different drugs on portal pressure and water and sodium renal excretion. However, this model has not been used to evaluate spontaneous bacterial peritonitis and the effect of different therapies. It is very important to design an experimental model of bacterial peritonitis in cirrhotic rats that remembers the outcome of the disease in cirrhotic patients. AIM: To develop an available experimental model of induced bacterial peritonitis in cirrhosis and to evaluate the efficacy of new therapeutic interventions in this model of induced bacterial peritonitis (IBP). MATERIAL AND METHODS: We used Sprague-Dawley rats with carbon-tetrachloride-induced cirrhosis with or without ascites. Rats were randomized to receive an intraperitoneal administration of different concentrations of Escherichia coli (E. coli) diluted in 1 ml of sterile water in ascitic rats and in different volumes in nonascitic rats. A subgroup of nonascitic animals received ceftriaxone 4 h after E. coli inoculation. In the second protocol cirrhotic rats without ascites were infected with an intraperitoneal injection of 109 cfu of E. coli diluted in 20 ml of sterile water to induce bacterial peritonitis and then were randomized to receive placebo, ceftriaxone, anti-TNFα and ceftriaxone, or anti-TNFα alone administered subcutaneously. RESULTS: Ascitic rats showed a lower mortality rate than nonascitic rats infected with 108 or 109 cfu of E. coli (p<0.05). Mortality was higher with 109 cfu than with 108 cfu of E. coli in ascitic (pNS) and nonascitic (p<0.01) rats. A trend was noted to ward higher mortality in nonascitic rats inoculated with 108 cfu with increasing water volumes. A marked peritoneal polymorphonuclear cell response was observed 4 h after E. coli injection in both ascitic and nonascitic rats. Antibiotic therapy significantly reduced the mortality rate of rats infected with 108 cfu (p<0.01). In the second protocol mortality in rats treated with ceftriaxone and anti-TNFα was significantly lower than in animals receiving placebo (53% vs. 100%, p<0.01). Serum TNFα decreased significantly in surviving rats treated with ceftriaxone plus anti-TNFα but not in treated with antibiotics alone. CONCLUSIONS: We have developed a new experimental model of induced bacterial peritonitis in cirrhotic rats with or without ascites, which is easily reproducible by intraperitoneal inoculation of E. coli and may represent a useful tool for the study of pathogenic events postinfection and for the design of new therapeutic strategies to treat patients with SBP such as the administration of anti-TNFα associated with antibiotics.