Effects of Repeated Doses Administration of Methotrexate on Rat Liver Tissue

Abstract

Objective: Methotrexate is a commonly prescribed drug to therapy many of disorders including cancer, rheumatoid arthritis, psoriasis thanks to anti cancer, anti inflammatory properties. Nevertheless, its use is associated with the risk of hepatotoxicity due to metabolized in liver. This experimental study was planned to determined possible hepatic injury caused by methotrexate. Material and Method: Total of 18 adult Wistar Albino female rats were used. The animals were diveded into 3 groups. The rats in the 1st group were used as control. The second group of rat were injected single dose methotrexate (15mg/kg) on 1st day of experimental study, whereas third group of rats were injected methotrexate 1st and 5th day of experimental study. All of rats were decapitated on 8th day of experiment. Midsaggital incision was performed and liver tissues were removed and fixed in 10% formaldehyde solution for light microscopy investigations. Results: In light microscopic examination, there were vascular congestion, sinusoidal dilatation, mononuclear cell infiltration in periportal space in group II. In addition, limited number hepatocytes had heterochromatin nuclei. In group III, vascular congestion and sinusoidal dilatation were observed more expansive. The other microscopic evidences were periportal inflammation and macrovesicular steatosis. Moreover, fibroblast activation was detected prominently. Conclusion: As a result of this study, physicians must be careful about adjustment of methotrexate, used to in the treatment of many diseases, dose and therapy time. Long-term prepared treatment protocols may impact on liver adversely as structural and physiological.

Keywords

• Methotrexate, Toxicity, Liver, Microscopy.

Tekrarlayan Dozlarda Metotreksat Uygulamasının Sıçan Karaciğer Dokusu Üzerine Etkileri

Öz

Amaç: Metotreksat, antikanserojen, antiinflamatuar özellikleri sayesinde kanser, romatoid artrit, psoriazis gibi çok sayıda hastalığın tedavisinde yaygın bir şekilde reçete edilmektedir. Bununla birlikte karaciğerde metebolize olmasından dolayı hepatotoksisite riski bulunmaktadır. Bu çalışma metotreksat kaynaklı muhtemel karaciğer hasarını belirlemek için planlandı. Gereç ve Yöntem: Çalışmada 18 adet Wistar Albino cinsi dişi sıçan kullanıldı. Denekler 3 gruba ayrıldı. Grup I'deki sıçanlar kontrol olarak kullanıldı. Grup II'yi oluşturan sıçanlara deneyin 1.gününde tek doz 15mg/kg metotreksat intra peritoneal (ip) yolla, grup III'teki sıçanlara ise deneyin 1. ve 5. günlerinde metotreksat i.p. yolla uygulandı. Deneyin 8. gününde tüm gruplarda yer alan sıçanlar dekapite edildi. Midsaggital insizyon yapılıp karaciğer dokuları ışık mikroskobik incelemeler için %10'luk formaldehit solüsyonuna alındı. Bulgular: Yapılan ışık mikroskobik incelemelerde grup II'de vasküler konjesyon, sinüzoidal dilatasyon, periportal alanda mononükleer hücre infiltrasyonu ve az sayıda heterokromatik çekirdekli hepatositler dikkat çekiciydi. Grup III'te ise vasküler konjesyonun ve sinüzoidal dilatasyonun oldukça yaygın olduğu saptandı. Periportal inflamasyon, makroveziküler yağlanma ve çok sayıda heterokromatik çekirdekli hepatosit ayırt edilen diğer bulgulardı. Ayrıca bu grupta belirgin fibroblast aktivasyonu saptandı. Sonuç: Bu çalışmanın sonucunda kliniklerde birçok hastalığın tedavisinde kullanılan metotreksatın doz ve süre ayarlamasının oldukça dikkatli yapılması gerektiği sonucuna varıldı. Uzun süreli hazırlanan tedavi protokolleri karaciğeri yapısal anlamda dolayısıyla fizyolojik olarak menfi yönde etkiliyebilir.

Anahtar Kelimeler

• Metotreksat, Toksisite, Karaciğer, Mikroskop.

References

1. Abolmaali SS, Tamaddon AM, Dinarvand R. A review of therapeutic challenges and achievements of methotrexate delivery systems for treatment of cancer and rheumatoid arthritis. Cancer Chemother Pharmacol 2013; 71: 1115-30..
2. Işık A, Işılay L, Erdemli EA, Akbay C, Anafarta K. Sıçan testisinde metotreksat'ın ışık ve elektron mikroskop düzeyinde etkileri. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Mecmuası, 1997; 50: 125-29.
3. Widemann BC, Adamson PC. Understanding and managing methotrexate nephrotoxicity. Oncologist 2006; 11: 694-703.
4. Bruton L, Chapner B, Knollman B. Goodman & Gilman’s the pharmacological basis of therapeutics. 12 th Edition, USA: The McGraw-Hill Companies, 2011; 1665-771.
5. Chabner BA, Allegra A, Curt C. Polyglutamation of methotrexate. Is methotrexate a prodrug? J Clin Invest 1985; 76: 907-12.
6. Bruton LL, Lazo JS, Parker KL. Goodman & Gilman’s tedavinin farmakolojik temeli. Süzer Ö (Çeviri Editörü). 1. Baskı, İstanbul: Nobel, 2009.
7. Brock S, Jennings HR. Fatal acute encephalomyelitis after a single dose of intrathecal methotrexate. Pharmacotherapy 2004; 24: 673-76.
8. Uraz S, Tahan V, Aygun C, et al. Role of ursodeoxycholic acid in prevention of methotrexate-induced liver toxicity. Dig Dis Sci 2008; 53: 1071-77.

9. Kremer JM, Maini RN, Romain PL. Major side effects of lowdose methotrexate. Uptodate 2009; 53: 17-21.
10. Cetinkaya A, Bulbuloglu E, Kurutas EB, Kantarceken B. Nacetylcysteine ameliorates methotrexate-induced oxidative liver damage in rats. Med Sci Monit 2006; 12: 274-78.
11. Şahan C, Öztürk M. Kanser kemoterapisi ve karaciğer. OMÜ Tıp Dergisi 2003; 20: 47-60.
12. Jahovic N, Cevik H, Sehirli AO, Yegen BC, Sener G. Melatonin prevents methotrexate-induced hepatorenal oxidative injury in rats. J Pineal Res 2003; 34: 282-87.
13. Albrecht K, Müller-Ladner U. Side effects and management of side effects of methotrexate in rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheumatol 2010; 28: 95-101.
14. Hadi NR, Al-Amran FG, Swadi A. Metformin ameliorates methotrexate-induced hepatotoxicity. J Pharmacol Pharmacother 2012; 3: 248-53.
15. Dalaklioglu S, Genc GE, Aksoy NH, Akcit F, Gumuslu S. Resveratrol ameliorates methotrexate-induced hepatotoxicity in rats via inhibition of lipid peroxidation. Hum Exp Toxicol 2013; 32: 662-71.