Deneysel pentilentetrazol-epilepside 4-fenil butirik asitin endoplazmik retikulum stres ve apoptoz üzerine etkisi
The effect of 4-phenylbutyric acid on endoplasmic reticulum stress and apoptosis in experimental pentylentetrazol-epilepsy
Yazar: EMIL RZAYEV
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN AMANVERMEZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Butirik asit = Butyric acid ; Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Epilepsi = Epilepsy ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole ; Valproik asit = Valproic acid

Özet:
Amaç: Epilepsi spontan tekrarlayan nöbetlerle karakterize nörolojik bir bozukluktur. Epileptik nöbetler hücreler üzerinde potansiyel bir stres kaynağı olup, katlanmamış protein birikimine neden olduğundan endoplazmik retikulum (ER) strese yol açabilir. ER stres alakalı nöronal apoptozis nöbetlerle indüklenen temel patolojik bulgulardan biridir; bu durum epileptogeneze ve bilişsel bozulmaya katkıda bulunabilir. Bu tez çalışmasında, pentilentetrazol (PTZ) model akut epilepside ER stres inhibitorü olan 4-fenil butirik asit (4-FBA), valproik asit (VA) ve 4-FBA+VA uygulanmasının epileptik nöbetlere karşı nöroprotektif etkileri değerlendirilmiştir.   
Materyal ve Metot: 40 adet erkek sıçan rastgele eşit 5 gruba (Sham, PTZ-Epilepsi, VA (200 mg/kg)-PTZ, 4-FBA (100 mg/kg)-PTZ ve VA (200 mg/kg) + 4-FBA(100 mg/kg)-PTZ) ayrıldı. VA, 4-FBA ve VA+4-FBA 7 gün boyunca (i.p) uygulandı. Sekizinci gün sham grubu hariç tüm hayvanlara PTZ uygulanarak ECoG kayıtları elde edildi. PTZ enjeksiyonundan 24 saat sonra hayvanlar anesteziye alındı. Kalpten kan alındıktan sonra hayvanlar dekapite edilerek sağ ve sol hipokampüsleri çıkartıldı. Homojenize hipokampüs ve lökosit lizatlarında ER stres markırları GRP78, CHOP; Apoptoz markırları kaspaz-3 ve kaspaz-12; oksidatif stres markırı TBARS düzeyleri ölçüldü. Ayrıca, hipokampus histopatolojik incelemeye tabi tutuldu.
Bulgular: Sham grubuna kıyasla hipokampus GRP78, CHOP, kaspaz-12 ve TBARS düzeyleri akut PTZ-epilepside yüksek bulundu. PTZ-epilepsi gruba kıyasla CHOP, kaspaz-3, kaspaz-12 ve TBARS düzeyleri VA grubunda düşük bulundu. GRP78, CHOP ve kaspaz-12 düzeyleri 4-FBA grubunda da düşük bulundu. Ayrıca, PTZ-epilepsi gruba kıyasla CHOP, kaspaz-3, kaspaz-12 ve TBARS düzeyleri VA+4-FBA grubunda anlamlı olarak düşük bulundu. PTZ-epilepsi gruba kıyasla hipokampus total histopatolojik hasar skor VA, 4-FBA ve VA+4-FBA grubunda anlamlı olarak düşük bulundu. PTZ-epilepsi gruba kıyasla nöbet evresi, ilk myoklonik jerk latansı, iktal nöbet süresi ve toplam spike sayısı VA+4-FBA grubunda anlamlı olarak düşük bulundu.
Sonuç: 4-FBA nöronal dokuda ER stresi inhibe edebildiği, VA+4-FBA ise ER stresi ve epileptik nöbet şiddetini azaltabildiği, hem de hipokampüsde total histopatolojik hasar skoru azaltarak antiepileptik etki gösterebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Aim: Epilepsy is a neurological disorder characterized by spontaneous recurrent seizures. Epileptic seizures are a potential source of stress on cells, which can give rise to accumulation of unfolded proteins, leading to endoplasmic reticulum (ER) stress. Neuronal apoptosis interested in ER stress is one of the principal pathological findings induced by seizures; this condition may contribute to epileptogenesis and cognitive impairments. The aim of study was to examine whether the application of 4-phenylbutyric acid (4-PBA) that is an inhibitor of the ER stress, valproic acid (VA) and 4-PBA + VA present neuroprotective effects against epileptic seizures in an acute pentilentetrazole (PTZ) epilepsy.
Material and Method: 40 male rats were randomly divided into 5 groups (n = 8) as follows: Sham, PTZ epilepsy, VA(200mg/kg)-PTZ, 4-PBA(100mg/kg)-PTZ and VA(200kg/mg) plus 4-PBA(100mg/kg)-PTZ. VA, 4-PBA and VA plus 4-PBA applied for the treated groups,7 day prior to PTZ epilepsy. On the 8th day, ECoG recordings were obtained after the administration of PTZ to all animals except the sham. After a period of 24 h from PTZ injection, blood was drawn from the heart, animals were decapitated and their right/left hippocampuses were surgically removed. In hippocampus and leukocytes, GRP78, CHOP, caspase-3, caspase-12 and TBARS levels were measured. The hippocampus was subjected to pathological examination.
Results: GRP78, CHOP, caspase-12 and TBARS in hippocampus were higher in acute PTZ epilepsy compared to the sham group. However, CHOP, caspase-3, caspase-12 and TBARS levels were lower in the VA group compared to the PTZ group. GRP78, CHOP and caspase-12 values were lower in the 4-PBA group as compared to the PTZ group. In addition, CHOP, caspase-3, caspase-12 and TBARS levels were significantly lower in the VA plus 4-PBA group compared to the PTZ group. The total pathological injury score was significantly lower in the VA, 4-PBA and VA plus 4-PBA groups compared to the PTZ group. Seizure phase, first myoclonic jerk latency, ictal seizure duration and total spike number were significantly lower in the VA plus 4-PBA group compared to the PTZ group.
Conclusion: As a result of these findings, 4-PBA may inhibit ER stress in neural tissue. The application of VA plus 4-PBA attenuate ER stress and epileptic seizure severity, and also total histopathological injury score in the hippocampus, suggesting that VA plus 4-PBA may possess an antiepileptic efficacy in the treatment of epilepsy.