Protective effect of N-acetylcysteine against cisplatin ototoxicity in rats: a study with hearing tests and scanning electron microscopy / Efeito protetor da N-acetilcisteína na ototoxicidade por cisplatina em ratos: um estudo com testes auditivos e microscopia eletrônica de varredura

Abstract Introduction Ototoxicity is a health problem appearing after powerful treatments in serious health conditions. It is sometimes inevitable when treatment of the serious disease is required. Cisplatin is an antineoplastic agent which was investigated previously to reveal increased nitrogen and reactive oxygen radicals that damages hair cells, resulting in ototoxicity. N-acetylcysteine, previously shown to decrease ototoxicity caused by different agents, is known to be a powerful in vitro antioxidant. Probably N-acetylcysteine, in addition to its antioxidant effect, blocks a cascade where reactive oxygen species result in apoptosis in the cochlea. Objectives The possible preventive effect of N-acetylcysteine in cisplatin ototoxicity was studied with auditory brain stem responses, otoacoustic emissions, and histopathological investigation of the cochlea in a scanning electron microscopy. Methods This study was conducted on 21 Wistar Albino rats in four groups. 1 mL/kg/day three times in total intraperitoneal (i.p.) Saline (n = 5), 500 mg/kg/day i.p. three times in total N-acetylcysteine (n = 5), i.p. 15 mg/kg cisplatin alone (single dose) (n = 5) and i.p. 15 mg/kg cisplatin plus 500 mg/kg/day N-acetylcysteine (n = 6) were administered. The rats were anesthetized to study the hearing tests before and after the experiment. The rats were sacrificed to investigate the cochleas by scanning electron microscopy. Results Auditory brain stem responses and otoacoustic emissions values were attenuated in the cisplatin group. The group that received N-acetylcysteine in addition to cisplatin had better auditory brain stem responses thresholds and otoacoustic emissions. The samples obtained from the cisplatin group showed surface irregularities, degeneration areas, and total or partial severe stereocilia losses. The changes were milder in the cisplatin + N-acetylcysteine group. Conclusion Cisplatin ototoxicity can be detected by auditory brain stem responses and otoacoustic emissions testing in rats. N-acetylcysteine may protect the cochlear cells from histopathological changes. We concluded that N-acetylcysteine given 4 h after cisplatin injection has a potential otoprotective effect against cisplatin ototoxicity. which suggests it could be used in clinical trials.

Resumo Introdução A ototoxicidade é um problema que pode ocorrer após certos tipos de tratamentos para condições graves de saúde. Às vezes é inevitável quando o tratamento da doença é necessário. A cisplatina é um agente antineoplásico cujo uso em pesquisas anteriores demonstrou aumentar os radicais livres de nitrogênio e espécies reativas de oxigênio que danificam as células ciliadas e resultam em ototoxicidade. Por outro lado, a N-acetilcisteína, que já demonstrou diminuir a ototoxicidade causada por diferentes agentes, é conhecida por ser um potente antioxidante in vitro. Provavelmente a N-acetilcisteína, além de seu efeito antioxidante, bloqueia uma cascata onde espécies reativas de oxigênio resultam em apoptose na cóclea. Objetivos Estudar o possível efeito preventivo da N-acetilcisteína na ototoxicidade por cisplatina por meio de potencial evocado auditivo de tronco encefálico, emissões otoacústicas e investigação histopatológica da cóclea por microscopia eletrônica de varredura. Método Este estudo foi realizado em 21 ratos albinos Wistar, separados em quatro grupos. Foram administrados: 1 mL/kg/dia intraperitoneal (i.p.) de solução salina (n = 5), três vezes no total; 500 mg/kg/dia i.p. de N-acetilcisteína (n = 5), três vezes no total; 15 mg/kg i.p. (dose única) somente de cisplatina (n = 5) e 15 mg/kg i.p. de cisplatina e 500 mg/kg/dia i.p. de N-acetilcisteína (n = 6). Os ratos foram anestesiados para estudo dos testes auditivos antes e depois do experimento. Os ratos foram sacrificados para investigação da cóclea por microscopia eletrônica de varredura. Resultados Os potenciais evocados auditivos de tronco encefálico e os valores das emissões otoacústicas estavam atenuados no grupo cisplatina. O grupo que recebeu N-acetilcisteína além da cisplatina apresentou melhores limiares de respostas auditivas do tronco encefálico e emissões otoacústicas. As amostras obtidas do grupo cisplatina apresentaram irregularidades de superfície, áreas de degeneração, com perdas graves totais ou parciais de estereocílios. As alterações foram mais leves no grupo cisplatina + N-acetilcisteína. Conclusão A ototoxicidade por cisplatina pode ser detectada por meio de potenciais evocados auditivos de tronco encefálico e pelo teste de emissões otoacústicas em ratos. A N-acetilcisteína pode proteger as células cocleares contra alterações histopatológicas. Concluímos que a N-acetilcisteína administrada 4 horas após a injeção de cisplatina tem potencial efeito otoprotetor contra a ototoxicidade por cisplatina e pode ser utilizada em ensaios clínicos.

Ototoxicity of boric acid powder in a rat animal model / Ototoxicidade de ácido bórico em pó em um modelo animal de rato

Abstract Introduction: Boric acid, which has antiseptic and acidic properties, is used to treat external and middle ear infections. However, we have not found any literature about the effect of boric acid powder on middle ear mucosa and inner ear. Objective: The purpose of this study is to investigate possible ototoxic effects of boric acid powder on cochlear outer hair cell function and histological changes in middle ear mucosa in a rat animal model. Methods: Twenty healthy, mature Wistar albino rats were used in this study. The rats were divided into two groups, Group A and Group B, each of which consisted of 10 rats. Initially, the animals in each group underwent distortion product otoacoustic emissions testing of their right and left ears. After the first distortion product otoacoustic emissions test, a surgical microscope was used to make a small perforation in both ears of the rats in each group, and a second distortion product otoacoustic emissions test was used to measure both ears in all of the rats. Boric acid powder was applied to the right middle ear of the rats using tympanic membrane perforation, and the distortion product otoacoustic emissions were measured immediately after the boric acid powder application. The histological changes and distortion product otoacoustic emissions were evaluated three days later in Group A and 40 days later in Group B. Results: No significant differences were found at all of the distortion product otoacoustic emissions frequencies. In Group A, mild inflammation of the middle ear mucosa was found on the third day after boric acid powder application. In Group B, boric acid powder caused mild inflammatory changes on the 40th day, which declined over time. Those changes did not lead to significant fibrosis within the mucosa. Conclusion: In rats, boric acid powder causes mild inflammation in middle ear mucosa and it has no ototoxic effects on cochlear outer hair cell function in the inner ear of rats.

Resumo Introdução: O ácido bórico, que tem propriedades antissépticas e ácidas, é usado para tratar infecções de orelha externa e média. No entanto, não encontramos literatura sobre o efeito do ácido bórico em pó sobre a mucosa da orelha interna e da orelha média. Objetivo: Investigar possíveis efeitos ototóxicos do ácido bórico em pó sobre a função das células ciliadas externas cocleares e alterações histológicas na mucosa da orelha média em um modelo animal de rato. Método: Vinte ratos Wistar albinos maduros e saudáveis foram usados neste estudo. Os ratos foram divididos em dois grupos, Grupo A e Grupo B, cada um dos quais com 10 ratos. Inicialmente, os animais de cada grupo foram submetidos a testes de emissões otoacústicas - produto de distorção, nas orelhas direita e esquerda. Após o primeiro teste de emissões otoacústicas - produto de distorção, utilizou-se um microscópio cirúrgico para fazer uma pequena perfuração em ambas as orelhas dos ratos em cada grupo, e um segundo teste de emissões otoacústicas - produto de distorção foi utilizado para medir e avaliar as orelhas em todos os ratos. O ácido bórico em pó foi aplicado na orelha média direita dos ratos utilizando perfuração da membrana timpânica e as emissões otoacústicas - produto de distorção foram medidas imediatamente após a aplicação de ácido bórico em pó. As alterações histológicas e emissões otoacústicas - produto de distorção foram avaliadas três dias depois no Grupo A e 40 dias depois no Grupo B. Resultados: Não foram encontradas diferenças significativas em todas as frequências da emissões otoacústicas - produto de distorção. No Grupo A, foi observada uma ligeira inflamação da mucosa da orelha média no terceiro dia após a aplicação de ácido bórico em pó. No Grupo B, o ácido bórico em pó causou leves alterações inflamatórias após 40 dias, que diminuíram ao longo do tempo. Essas alterações não levaram à fibrose significativa da mucosa. Conclusão: Em ratos, o ácido bórico em pó causa inflamação leve na mucosa da orelha média e não tem efeitos ototóxicos na função das células ciliadas externas da cóclea na orelha interna.

Persistência do efeito otoprotetor: qual a duração da otoproteção à amicacina? / Persistence of the otoprotective effect: how long does otoprotection against amikacin lasts?

Há comprovação de que o fenômeno de resistência ocorre quando a dose não lesiva da amicacina protege as células ciliadas contra a ototoxicidade da própria amicacina. OBJETIVO: O objetivo deste trabalho é verificar se o fenômeno de resistência é temporalmente persistente. MÉTODO: Estudo experimental com 14 cobaias albinas (Cavia porcellus) divididas em três grupos. Avaliação da função auditiva por emissões otoacústicas por produto de distorção (EOAPD): na pré-exposição à amicacina, no 15º dia de aplicação da dose não lesiva, no final da aplicação da dose lesiva e antes da decapitação. RESULTADOS: O Grupo A (controle) apresentou função auditiva e padrão histológico normais. No Grupo B (amicacina 20mg/kg/dia intramuscular por 30 dias e dose lesiva (400 mg/kg/dia) por 12 dias) e no Grupo C (mesmo esquema do grupo B, porém mantidos por 60 dias e sacrificados), as OEA-PD confirmaram função auditiva normal no período pré-exposição e manutenção do padrão após dose não lesiva, porém, houve perda importante da função auditiva após término do período de aplicação da dose lesiva. CONCLUSÃO: Não houve manutenção do fenômeno da autodefesa estendida por um período de 30 a 60 dias após a aplicação de doses lesivas de amicacina.

There is evidence that a "resistance phenomenon" occurs when a none-damaging dose of amikacin protects the hair cells from ototoxicity. Our goal is to prove that this resistance is persistent. METHOD: Experimental study - 14 albino guinea pigs (Cavia porcellus) divided into three groups. The auditory function was assessed by distortion product otoacoustic emissions (DPOAE): before exposure to amikacin, on the 15th day after the non-damaging dose was injected, at the end of the damage dose injection and prior to decapitation. RESULTS: Group A (control) presented normal hearing and histological pattern. Group B (amikacin 20mg/kg/day (IM) for 30 days and affecting dose (400 mg / kg / day) for 12 days and Group C (same protocol of Group B, but kept for 60 days and slaughtered), the DPOAE confirmed normal auditory function in the pre-exposure and maintenance of the standard-dose; however, significant loss of auditory function after the end of the damaging dose injection. CONCLUSION: The protection phenomenon did not extended for a period of 30 to 60 days after the application of damaging doses of amykacin.

Cocleotoxicidade da gentamicina por doses habituais para neonatos - estudo funcional / A functional study on gentamicin-related cochleotoxicity in its conventional dose in newborns

A identificação precoce das alterações auditivas possibilita a intervenção ainda no "período crítico" e ideal de estimulação da linguagem e da audição. A ototoxicidade infantil é um tema bastante controverso. Têm sido relatadas percentagens variáveis de casos de ototoxicidade em crianças com vários antibióticos aminoglicosídeos. Os principais grupos pediátricos que recebem antibióticos aminoglicosídeos são recém-nascidos com infecções graves na UTI neonatal. Objetivos: Verificar o aspecto funcional das células ciliadas externas da cóclea a esquemas terapêuticos utilizados para o tratamento de infecções no período neonatal. Forma de estudo: Experimental. Material e método: Foram estudadas 26 cobaias albinas, através das emissões otoacústicas por produto de distorção, prévia e posteriormente a aplicação de gentamicina. Resultados: Em todas as avaliações, o estado funcional das células ciliadas externas, estudadas pelas emissões otoacústicas por produto de distorção, mostraram-se preservadas. Conclusão: Neste experimento não foram observadas alterações no funcionamento das células ciliadas externas de cobaias albinas sob tratamento com gentamicina nas doses de 4 mg/Kg/dia e 2,5 mg/Kg/dia a cada 12 horas, por 10 e 14 dias.

The early identification of hearing impairment allows for an intervention still in the "critical" and ideal period of hearing and language stimulation. Pediatric ototoxicity is a very controversial topic. There have been variable percentages of ototoxicity cases in children with different aminoglycosides antibiotics. The main pediatric groups whom receive aminoglycosides are newborns with severe infections on the neonatal ICU. AIM: to check the functional aspect of the cochlear external hair cells and treatment regimens used to treat infections during the neonatal period. Study Design: Experimental. Materials and Methods: we studied 26 albino guinea pigs, through distortion product otoacoustic emissions, before and after the use of gentamicin. Results: in all the assessments, the external hair cells functional status, studied by means of the distortion product otoacoustic emissions, proved preserved. Conclusion: In the present study, we did not notice changes in outer hair cell function in the albino guinea pigs treated with gentamicin in the doses of 4 mg/Kg/day and 2.5 mg/Kg/day every 12 hours for 10 and 14 days.

Estudo experimental anatômico-funcional da cocleotoxicidade da gentamicina com doses habituais para recém-nascidos / Experimental morphological and functional study of gentamicin cochleotoxicity using the regular dose given to neonates

BACKGROUND: gentamicin is an antibiotic that acts in Gram-negative bacilli infections, having as a side effect ototoxicity. Ototoxicity is an iatrogenic disturb provoked by drugs that modify the internal ear, affecting the cochlear and/or vestibular system and causing alterations in two important functions: equilibrium and audition. The main pediatric groups that receive aminoglicosides antibiotics are newborns who present serious infections in Neonate intensive care units. AIM: to verify the occurrence of external cilliary cells (ECC) caused by gentamicin with single dose schemas of 4mg/kg/day and 2,5mg/kg/day every 12 hours, through a morphological - scanning electronic microscopy (SEM) and functional - distortion product otoacoustic emissions (DPOAE) experimental study. METHOD: 26 albino guinea pigs were evaluated through DPOAE pre and post gentamicin treatment. The guinea pigs were sacrificed in the programmed time after the intramuscular administration of the drugs for anatomic analysis using MEV. RESULTS: the evaluation of the functional state of the ECC indicated preservation of the DPOAE in all of the guinea pigs. The SEM results, after being photographed were analyzed in terms of the number of the ECC in the cochlear basal turn in a specific photographic field. CONCLUSION: lesions or alterations in the functioning of the ECC of albino guinea-pigs after the use of 4mg/Kg/day and 2,5mg/Kg/day every 12 hours for a period 10 and 14 days were not observed.

TEMA: a gentamicina é um antibiótico que atua nas infecções causadas por bacilos Gram-negativos. Seu efeito colateral mais importante é a ototoxicidade. As ototoxicoses são afecções iatrogênicas provocadas por fármacos que alteram a orelha interna, podendo afetar o sistema coclear e/ou vestibular, alterando duas funções importantes: a audição e o equilíbrio. Os principais grupos pediátricos que recebem antibióticos aminoglicosídeos são recém-nascidos com infecções graves na UTI neonatal. OBJETIVOS: verificar a ocorrência de lesão às células ciliadas externas (CCE) pela gentamicina com os esquemas de dose única de 4mg/Kg/dia e de 2,5mg/Kg/dia a cada 12 horas, por meio de um estudo anatômico por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e estudo funcional através das emissões otoacústicas por produto de distorção (OEAPD). Forma de estudo experimental. MÉTODO: foram avaliadas 26 cobaias albinas através das EOAPD pré e pós-tratamento com gentamicina. Para a avaliação anatômica por MEV, as cobaias foram sacrificadas em tempo programado após a administração das drogas via intramuscular. RESULTADOS: a avaliação do estado funcional das CCE mostrou preservação das OEAPD em todas as cobaias. Os resultados da MEV, depois de fotografados foram analisados através da contagem do número de CCE da espira basal da cóclea em determinado campo fotográfico. CONCLUSÃO: não foram observadas lesões ou alterações no funcionamento das células ciliadas externas mediante a dosagem aplicada em cobaias albinas, de 4mg/Kg/dia (dose única) e 2,5mg/Kg/dia a cada 12 horas, utilizadas por 10 e 14 dias.

Effects of industrial solvents on hearing and balance: a review.

Industrial hearing loss has generally been associated with noise exposure, but there is a growing awareness that industrial solvents can have an adverse effect on the auditory and vestibular systems in man. Both animal experiments and human studies point to an ototoxic effect of industrial solvents, as well as some central auditory and vestibular disturbances. This review examines the research from the last four decades in an attempt to get an overview of the available evidence. Research shows that industrial solvents are ototoxic in rats. The majority of the solvents studied cause a loss of auditory sensitivity in the mid-frequencies in rats, affecting outer hair cells in the order OHC 3 > OHC 2 > OHC 1 . Inner hair cells are generally unaffected. Spiral ganglion cells are most vulnerable to trichloroethylene. Simultaneous exposure to solvents and noise results in a synergistic effect; the pattern of trauma mirrors that due to solvent exposure rather than noise, but is more enhanced. There is a critical level when synergy occurs. The effects of solvents on the vestibular system are neurotoxic and influence the vestibulo-oculomotor system in both animals and humans; humans also present with problems in postural sway. There is a strong suggestion from human studies that solvents are ototoxic in man, but findings show that both the peripheral and central auditory pathways can be affected. Hearing losses can be in the high frequency region or can affect a wider range of frequencies. Hearing loss and balance disturbances can occur at levels below permitted levels of exposure. The synergistic effect of combined exposure to solvents and noise has also been noted in humans, resulting in greater hearing losses than would be expected from exposure to noise and solvents alone. The findings from both human and animal studies indicate that exposure to industrial solvents or to industrial solvents and noise can have an adverse effect on hearing and balance. The implications for industry and hearing conservation are far reaching.