Ratlarda doxorubicin uygulamalarında kalp dokusu hasarının moleküler ve patolojik yöntemlerle araştırılması
Investigation of heart tissue damage in doxorubicin-administered rats by molecular and pathological methods
Yazar: ZEYNEP ÇELİK KENAR
Danışman: PROF. DR. ERTAN ORUÇ
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Veterinerlik Patolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine

Özet:
Bu çalışmada ratlara farklı dozlarda uygulanan Doxorubicin'in kalp üzerindeki etkileri apoptoz, nekroz/nekroptoz, otofaji, hücre yaşlanması ve endotel hasarı yönünden moleküler ve patolojik olarak araştırıldı. Çalışmada kontrol grubunda 6, deneme gruplarında (DOX-D, DOX-Y ve DOX-K) 8'er hayvan olmak üzere 30 adet 12 haftalık erkek wistar-albino rat kullanıldı. Çalışma öncesinde hayvanların ağırlıkları tartılarak kaydedildi. Çalışmada DOX-D grubuna tek doz 3 mg/kg, DOX-Y grubuna tek doz 12 mg/kg ve DOX-K grubuna 24 saat arayla 4 gün boyunca 3 mg/kg ip DOX uygulandı. Kontrol grubuna ise aynı koşullar altında 12 ml/kg serum fizyolojik ip olarak verildi. Gruplardaki hayvanlar son doz Doxorubicin uygulamasından sonraki 7'nci günde tartıldıktan sonra ağırlıkları kaydedildi ve sistemik nekropsileri gerçekleştirildi. Nekropside kalbin makroskobik incelemesi ile birlikte ağırlığı tartıldıktan sonra bir kısmı moleküler inceleme (Bcl-2, Kaspaz-3, Beclin-1, TNF-α, p21 ve eNOS) için -80 °C'ye, bir kısmı da histopatolojik incelemeler için %10'luk formole alındı. Çalışmada kalbin histopatolojik incelemeleri sonucunda kontrol grubu dışındaki bütün gruplarda şiddeti değişen derecelerde dejenerasyon, intrasitoplazmik vakuolizayon, nekroz, kanama ve mast hücre degranülasyonları belirlendi. Çalışmada RT-PCR analizleri sonuçlarına göre en düşük Bcl-2 oranı DOX-Y grubunda, en yüksek kaspaz-3 oranı DOX-Y grubunda, en yüksek TNF-α oranı DOX-K grubunda, en yüksek p21 oranı DOX-Y grubunda, en yüksek Beclin-1 oranı DOX-Y grubunda en düşük eNOS oranı ise DOX-K grubunda tespit edildi. Çalışmanın sonucunda Doxorubicinin doza bağımlı olarak kardiyotoksik etkilerinin şiddeti değişiklik gösterse de, deneme gruplarının tamamında apoptozu, nekrozu/nekroptozu, otofajiyi indüklediği, hücre yaşlanmasını arttırdığı ve endotel hasarına sebep olduğu gözlendi. Histopatolojik incelemeler sonucu en fazla lezyonun yüksek doz ve tekrarlayan doz uygulamalarında gözlenmesi Doxorubicinin mümkün olduğunca etkin ama düşük dozlarda kullanılması gerektiğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, the effects of Doxorubicin administered to rats at different doses on the heart were investigated molecularly and pathologically in terms of apoptosis, necrosis/necroptosis, autophagy, cell aging, and endothelial damage. 30 12-week-old male Wistar-albino rats were used in the study, 6 animals in the control group and 8 animals in the experimental groups (DOX-D, DOX-Y, and DOX-K). Before the study, the weights of the animals were weighed and recorded. In the study, a single dose of 3 mg/kg IP was administered to the DOX-D group, a single dose of 12 mg/kg IP was administered to the DOX-Y group, and 3 mg/kg IP DOX was administered to the DOX-K group for 4 days with a 24-hour interval. The control group was given 12 ml/kg physiological saline i.p. under the same conditions. On the 7th day after the last dose of Doxorubicin administration, their weights were recorded and systemic necropsies were performed. At necropsy, after the macroscopic examination of the heart and the weight of the heart are determined, some of it is stored at -80 °C for molecular examination (Bcl-2, Caspase-3, Beclin-1, TNF-α, p21, and eNOS) and some were taken into at 10% formaldehyde. for histopathological examinations. As a result of histopathological examinations of the heart, degeneration, intracytoplasmic vacuolization, necrosis, hemorrhage, and mast cell degranulation of varying degrees of severity were determined in all groups except the control group. According to the results of RT-PCR analysis in the study, the lowest Bcl-2 rate was in the DOX-Y group, the highest caspase-3 rate was in the DOX-Y group, the highest TNF-α rate was in the DOX-K group, the highest p21 rate was in the DOX-Y group, and the highest p21 rate was in the DOX-Y group. The highest Beclin-1 rate was detected in the DOX-Y group and the lowest eNOS rate in the DOX-K group. As a result of the study, although the severity of cardiotoxic effects of Doxorubicin varied depending on the dose, it was observed that it induced apoptosis, necrosis/necroptosis, autophagy, increased cell aging and caused endothelial damage in all experimental groups. As a result of histopathological examinations, the fact that most lesions were observed in high-dose and repeated-dose applications showed that Doxorubicin should be used as effectively as possible but in low doses.