Investigation of the Protective Effect of Pirfenidone on the Salivary Gland in Rats Treated With Radiotherapy

Abstract

Bu çalışmada, farklı dozlarda radyoterapi uygulanan ratlarda, antifibrotik bir ajan olan pirfenidonun parotis bezi üzerindeki koruyucu etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, Van YYÜ Deneysel Tıp Uygulama ve Araştırma Merkezi'nden temin edilen, ortalama ağırlıkları 200-250 gram olan, 2-3 aylık, 30 adet erkek Wistar albino cinsi rat kullanılmıştır. Ratlar her grupta 6 hayvan olacak şekilde 5 gruba ayrılmıştır. Gruplar; Kontrol grubu (serum fizyolojik), Sham 15Gy grubu (15 Gy radyoterapi + serum fizyolojik), PFD (Pirfenidon) 15Gy grubu (15 Gy radyoterapi + pirfenidon), Sham 8Gy grubu (8 Gy radyoterapi + serum fizyolojik) ve PFD 8Gy grubu (8 Gy radyoterapi + pirfenidon) şeklinde oluşturulmuştur. Radyoterapi uygulaması çalışmanın 2. gününde tek seansta gerçekleştirilmiş, pirfenidon tedavisi radyoterapiden bir gün önce başlanarak 15 mg/kg/gün dozunda 7 gün boyunca oral gavaj yoluyla uygulanmıştır. Deney sürecinin sonunda (7. gün) ratlar sakrifiye edilerek parotis gland dokuları alınmış ve histopatolojik inceleme için hazırlanmıştır. Dokular piknozis, lizis, vakuolizasyon, inflamasyon, fibrozis ve atipi parametreleri açısından değerlendirilmiştir. Çalışmanın bulguları, pirfenidonun özellikle düşük doz (8 Gy) radyoterapi uygulanan gruplarda belirgin koruyucu etkinlik gösterdiğini ortaya koymuştur. PFD 8Gy grubunda tüm örneklerde sadece hafif derecede piknozis gözlenirken, Sham 8Gy grubunda örneklerin %33.3'ünde orta derecede piknozis saptanmıştır. Lizis değerlendirmesinde, PFD 8Gy grubunda tüm örneklerde hafif düzeyde lizis gözlenirken, Sham 8Gy grubunda örneklerin %33.3'ünde orta düzeyde lizis tespit edilmiştir. Vakuolizasyon açısından, Sham 8Gy grubunda örneklerin %33.3'ünde çok şiddetli vakuolizasyon görülürken, PFD 8Gy grubunda vakuolizasyon en fazla orta düzeyde kalmıştır. İnflamasyon bulgularında, PFD 8Gy grubunda hiçbir örnekte inflamasyon görülmezken, Sham 8Gy grubunda örneklerin %50'sinde farklı düzeylerde inflamasyon gözlenmiştir. Fibrozis değerlendirmesinde, PFD 8Gy grubunda örneklerin %83.3'ünde hafif düzeyde fibrozis gözlenirken, Sham 8Gy grubunda örneklerin %66.7'sinde orta düzeyde fibrozis saptanmıştır. Atipi açısından, PFD 8Gy grubunda örneklerin %83.3'ünde hafif düzeyde atipi gözlenirken, Sham 8Gy grubunda %66.7'sinde orta düzeyde atipi tespit edilmiştir. Yüksek doz (15 Gy) radyoterapi uygulanan gruplarda ise pirfenidonun koruyucu etkinliği sınırlı kalmıştır. Çalışmanın sonuçları doğrultusunda, pirfenidonun özellikle düşük ve orta doz radyoterapi alan baş-boyun kanseri hastalarında profilaktik ajan olarak kullanılması önerilir. İlacın optimal dozunun ve uygulama süresinin belirlenmesi için daha geniş kapsamlı klinik çalışmalar yapılmalıdır. Pirfenidonun farklı radyoterapi dozları ve fraksiyonasyon şemaları ile kombinasyonu araştırılmalı, ilacın biyoyararlanımını artıracak yeni formülasyonların geliştirilmesi ve lokal uygulama yöntemlerinin araştırılması önerilir. Yüksek doz radyoterapi alan hastalarda kombine tedavi yaklaşımları değerlendirilmelidir. Anahtar Kelimeler: Radyoterapi, Pirfenidon, Tükrük BeziThe aim of this study was to investigate the protective effect of pirfenidone, an antifibrotic agent, on the parotid gland in rats treated with different doses of radiotherapy. In the study, 30 male Wistar albino rats with an average weight of 200-250 grams, 2-3 months old, obtained from Van YYÜ Experimental Medicine Application and Research Center were used. The rats were divided into 5 groups with 6 animals in each group. The groups were as follows: Control group (saline), Sham 15Gy group (15 Gy radiotherapy + saline), PFD 15Gy group (15 Gy radiotherapy + pirfenidone), Sham 8Gy group (8 Gy radiotherapy + saline) and PFD 8Gy group (8 Gy radiotherapy + pirfenidone). Radiotherapy was performed in a single session on the 2nd day of the study, and pirfenidone treatment was administered by oral gavage for 7 days at a dose of 15 mg/kg/day starting one day before radiotherapy. At the end of the experimental period (day 7), rats were sacrificed and parotid gland tissues were removed and prepared for histopathologic examination. The tissues were evaluated for pyknosis, lysis, vacuolization, inflammation, fibrosis and atypia parameters. The findings of the study revealed that pirfenidone showed significant protective efficacy especially in the low dose (8 Gy) radiotherapy groups. In the PFD 8Gy group, only mild pyknosis was observed in all samples, while in the Sham 8Gy group, moderate pyknosis was observed in 33.3% of the samples. In the lysis evaluation, mild lysis was observed in all samples in the PFD 8Gy group, while moderate lysis was detected in 33.3% of the samples in the Sham 8Gy group. In terms of vacuolization, very severe vacuolization was observed in 33.3% of the samples in the Sham 8Gy group, while vacuolization was at most moderate in the PFD 8Gy group. In inflammation findings, no inflammation was observed in any sample in the PFD 8Gy group, whereas in the Sham 8Gy group, inflammation was observed at different levels in 50% of the samples. In fibrosis evaluation, 83.3% of the samples in the PFD 8Gy group showed mild fibrosis, while 66.7% of the samples in the Sham 8Gy group showed moderate fibrosis. In terms of atypia, 83.3% of the samples in the PFD 8Gy group showed mild atypia, while 66.7% of the samples in the Sham 8Gy group showed moderate atypia. The protective efficacy of pirfenidone was limited in the high dose (15 Gy) radiotherapy groups. In line with the results of the study, pirfenidone is recommended to be used as a prophylactic agent especially in head and neck cancer patients receiving low and medium dose radiotherapy. Larger clinical studies should be conducted to determine the optimal dose and duration of administration. The combination of pirfenidone with different radiotherapy doses and fractionation schemes should be investigated, new formulations should be developed to increase the bioavailability of the drug and local application methods should be investigated. Combined treatment approaches should be evaluated in patients receiving high dose radiotherapy. Keywords: Radiotherapy, Pirfenidone, Salivary Gland