Diversos modelos experimentais in vivo de indução da pancreatite aguda (PA) foram desenvolvidos ao longo do tempo, com a finalidade de examinar mecanismos fisiopatológicos, genéticos e moleculares a ela relacionados, testar intervenções terapêuticas e estudar a influência da inflamação pancreática no desenvolvimento do câncer de pâncreas (LERCH; GORELICK, 2013). Cada modelo possui características próprias relacionadas à gravidade da PA, duração, reversibilidade e evolução, sendo que cabe ao pesquisador a escolha de qual modelo será mais adequado às condições laboratoriais existentes e aos objetivos de cada pesquisa (GRANGER; REMICK, 2005). Embora muitas espécies dentre as quais coelhos, gatos, cachorros, porcos, preás e até peixes tenham sido usadas em modelos de PA experimental, a maioria das investigações fazem uso de roedores (ratos e camundongos) devido a menores dificuldades de padronização da técnica e manutenção dos animais durante a pesquisa (LERCH; GORELICK, 2013).
Destacam-se algumas diferenças entre a anatomia do pâncreas de humanos e de roedores, sendo que o entendimento destas diferenças é importante durante os processos de indução e coleta de tecidos para análise em distintos modelos (SU; CUTHBERTSON; CHRISTOPHI, 2006). As principais diferenças entre o pâncreas dos roedores e dos humanos é que em humanos, os ductos biliar e pancreático são estruturas separadas que formam um pequeno canal comum na ampola duodenal, enquanto que em roedores, trata-se de um único canal comum (ducto biliopancreático) que coleta tanto bile quanto sucos pancreáticos (HYUN; LEE, 2014). Outra diferença reside no fato de que os roedores não possuem vesícula biliar e que seu pâncreas é composto de diversos segmentos no omento peritoneal, enquanto que em humanos o pâncreas é um órgão sólido e bem delimitado (DOLENŠEK; RUPNIK; STOŽER, 2015). Apesar das diferenças, estes órgãos possuem similaridades como a drenagem dos suco
pancreático para o duodeno, as características entre as células acinares, ductais e endócrinas de ambos os órgãos e a finalidade de ambos que possuem funções endócrina e exócrina (HYUN; LEE, 2014).
Para fins de estudo, os modelos de indução da PA experimental podem ser divididos em invasivos e não invasivos, sendo que na primeira classe de modelos tem-se a indução da PA por obstrução do ducto biliopancreático, por injeção retrógrada intra-ductal, por fechamento da alça duodenal, pela combinação de hiperestimulação secretória com injeção intra-ductal de ácidos biliares, por alterações vasculares, isquemia e reperfusão. Como representantes dos modelos não invasivos, tem-se a indução da PA por análogos da colecistocinina, por álcool, por imunomoduladores, por dieta, por L-arginina e por knockout de genes (SU; CUTHBERTSON; CHRISTOPHI, 2006). Segue abaixo um breve relato acerca dos modelos mais comumente empregados:
a) indução da PA por obstrução do ducto biliopancreático – o modelo de indução da pancreatite por obstrução do ducto biliopancreático é capaz de mimetizar os estágios iniciais da pancreatite por litíase em humanos, que é a principal causa clínica da pancreatite aguda (SAMUEL et al., 2005). Neste modelo, o acúmulo de enzimas digestivas no pâncreas ocorre devido à obstrução mecânica ductal, favorecendo a lesão das células acinares por estas enzimas, ao invés de sua secreção na forma inativada pelo ducto pancreático (MEYERHOLZ et al., 2008). Este modelo apresenta características de pancreatite hemorrágica, estando associado à lesão pulmonar, com presença de infiltração neutrofílica e perda da arquitetura tissular, além do aumento do número de macrófagos teciduais no pâncreas, acompanhado por edema, ativação de quinases envolvidas em vias de sinalização intracelular, elevação da MPO tecidual, além de fibrose pancreática e aumento do número de células apoptóticas (MEYERHOLZ et al., 2008). Observa-se também o aumento da atividade de amilase, tripsina e lipase séricos, bem como a queda das concentrações de glutationa no pâncreas (URUÑUELA et al., 2002). Pode ser realizado em ratos e camundongos, no entanto, por se tratar de um método de indução cirúrgico, exige cuidadoso treinamento do experimentador, a fim de evitar erros durante a indução cirúrgica (SAMUEL et al., 2005, 2010);
b) indução da PA por injeção retrógrada intra-ductal – diversas substâncias podem ser injetadas no ducto biliopancreático de ratos para a indução da PA experimental. A injeção retrógrada intra-ductal de sais biliares é um modelo útil quando se deseja estudar os
estágios iniciais da PA necrotizante em um período de tempo relativamente curto de quatro a 12 h (GRANGER; REMICK, 2005). Imediatamente após a infusão de sal biliar, em geral, o tauracolato de sódio, pode-se observar uma necrose hemorrágica no parênquima pancreático, estendendo-se a partir do ducto biliopancreático e seis horas depois observa- se a presença de ascite e de necrose pancreática acentuada (HYUN; LEE, 2014). Este método é executado em ratos e possui como desvantagem a necessidade de treinamento cuidadoso por parte do experimentador, a fim de não haver contaminação do meio durante a laparotomia, exposição do pâncreas e injeção intra-ductal (SU; CUTHBERTSON; CHRISTOPHI, 2006). Enzimas como a tripsina e a fosfolipase A2 secretória (PLA2) também podem ser injetadas via intra-ductal para a indução da PA experimental (BOHE et al., 1984; CAMARGO et al 2005).
c) indução da PA por ceruleína - esta substância é um análogo da enzima pancreática colecistocinina e é amplamente conhecida por induzir uma pancreatite experimental histologicamente semelhante aos estágios iniciais da pancreatite aguda em humanos e pode ser utilizada tanto em ratos quanto em camundongos (CHAN; LEUNG, 2007). É mais comumente utilizada pela via intraperitoneal, geralmente em quatro a sete injeções com intervalos de uma hora entre elas, sendo que uma hora após a primeira injeção de ceruleína pode ser observado um edema pancreático, que aumenta gradualmente até as 12 h após o início da indução da PA, no entanto, este modelo leva ao desenvolvimento de uma PA de gravidade leve a moderada, inviabilizando o seu uso para estudar as formas mais graves da doença (HYUN; LEE, 2014). Embora a indução da PA por ceruleína seja de fácil execução, os custos do agente indutor são elevados, o que pode limitar o seu uso (SU; CUTHBERTSON; CHRISTOPHI, 2006);
d) indução da PA por L-arginina - a administração intraperitoneal de dose excessiva de L- arginina (2,5-5,0 g/kg de peso) pode induzir uma pancreatite com características bioquímicas e histológicas de uma pancreatite necrosante em ratos e camundongos (DAWRA et al., 2007; TANI et al., 1990). Em camundongos, após 24 h da injeção de L- arginina, observa-se a alteração de parâmetros inflamatórios que se intensificam com o passar do tempo, é um modelo reprodutível, não invasivo e produz necrose acinar por um mecanismo que ainda não está completamente elucidado, embora, seu efeito sobre o pâncreas deva-se, em parte, a um mecanismo de inibição proteica, aumento da síntese de NO e peroxidação lipídica (CZAKO et al., 1998; HEGYI et al., 2009). A pancreatite
induzida por L-arginina é caracterizada por aumento na amilase sérica, do edema pancreático, das concentrações circulantes de IL-6, da atividade de MPO pancreática, ativação de tripsina, lesão pulmonar e alterações histológicas no pâncreas e pulmão (KUI et al., 2015).
A escolha do modelo ideal de indução experimental da PA deve levar em conta a habilidade de reproduzi-lo, a possibilidade de execução de parâmetros que possibilitem a resposta aos objetivos iniciais, a adequação da gravidade da pancreatite observada em cada modelo aos objetivos do estudo e a padronização cuidadosa das técnicas de indução a fim de evitar erros na indução do modelo (SU; CUTHBERTSON; CHRISTOPHI, 2006).