DRP1 inhibisyonun METH kullanımına bağlı nörotoksisite için nöroprotektif potansiyelinin araştırılması
The neuroprotective potential of DRP1 inhibition for methamphetamine use-induced neurotoxicity
Yazar: ASEL BAYRAM
Danışman: PROF. DR. HANDAN AKÇAKAYA
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı / Biyofizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Metamfetamin (METH) bağımlılığı, dünyada günden güne artan, kişinin yaşamını ve sağlığını olumsuz etkileyen bir halk sağlığı sorunudur. METH, kişiye öfori hissiyatı veren uyarıcı bir psikositumulandır ve güçlü nörotoksik etkileri vardır. METH, dopamine yapısal benzerliği ile dopaminerjik yolağı manipüle ederek dopamin salınım geri alınım dengesini bozmaktadır ve reaktif oksijen türlerinin oluşumuna neden olmaktadır. METH'in nörotoksik etkileri, mitokondriyal membran potansiyeli ve mitokondriyal dinamikler ile ilişkilidir. Çalışmamızda SH-SY5Y hücre hattı RA/TPA ajanları ile dopaminerjik nörona farklılaştırılmıştır. Farklılaştırma morfolojik analiz, dopaminerjik nöronal biyobelirteç olan tirozin hidrokinaz ekspresonu ve hücre proliferasyonu incelenerek onaylanmıştır.
METH ile müdahale edilen farklılaştırılmış SH-SY5Y hücrelerinde, artan mitokondriyal fisyona bağlı, mitokokondriyal dinamiklerin düzensizliği ve azalan mitokondriyal membran potansiyeli gösterilmiştir. METH maruziyeti farklılaştırılmış SH-SY5Y hücrelerinde apoptotik özellikler göstermesine neden olmuştur. METH ile müdahale edilmiş hücrelerde nörit kısalması, hücre morfolojisinde bozulma ve hücre ölümünde artış tespit edilmiştir. Drp1 inhibitörü METH ile beraber uygulandığında ise, METH kaynaklı nörotoksisitede azalma tespit edilmiştir. Drp 1 inhibitörü ve METH'in beraber uygulandığı hücrelerde, azalan membrane potansiyeli restore edilmiş, nörit kısalması gözlenmemiş ve hücre ölümünde artış görülmemiştir. Çalışmamız sonucunda Drp1 inhibisyonunun METH nöroktoksisitesine karşı koruyucu etkileri ortaya konulmuştur.
Anahtar Kelimeler: DRP1, mitokondri, metamfetamin, madde bağımlılığı, nörotoksikoloji

Abstract:
Methamphetamine (METH) use disorder is a public health problem that is increasing day by day and negatively affects people's lives and health. METH is a stimulant psychostimulants that gives a sense of euphoria and has strong neurotoxic effects. METH disrupts the balance of dopamine release and reuptake by manipulating the dopaminergic pathway with its structural similarity to dopamine and causes the formation of reactive oxygen species. The neurotoxic effects of METH are related to mitochondrial membrane potential and mitochondrial dynamics. In our study, SH-SY5Y cell line was differentiated into dopaminergic neurons with RA/TPA agents. Differentiation was confirmed by morphological analysis, expression of the dopaminergic neuronal biomarker tyrosine hydrokinase and cell proliferation.
METH-treated differentiated SH-SY5Y cells showed dysregulation of mitochondrial dynamics and decreased mitochondrial membrane potential due to increased mitochondrial fission. METH exposure caused differentiated SH-SY5Y cells to exhibit apoptotic features. In METH-treated cells, neurite shortening, impaired cell morphology and increased cell death were detected. When Drp1 inhibitor was co-administered with METH, METH-induced neurotoxicity was reduced. In cells treated with Drp1 inhibitor and METH together, decreased membrane potential was restored, no neurite shortening was observed and no increase in cell death was observed. Our study revealed the protective effects of Drp1 inhibition against METH neurotoxicity.
Key Words: DRP1, mitochondria, methamphetamine, substance addiction, neurotoxicology