Sıçanlarda doca-tuz modeli ile oluşturulan deneysel hipertansiyon ve ilişkili kardiyovasküler ve renal patofizyolojik değişikliklerde mTOR'un katkısının araştırılması
Investigation of the contribution of mTOR to doca-salt induced hypertension and associated cardiovascular and renal pathophysiological changes in rats
Yazar: MERYEM TEMİZ REŞİTOĞLU
Danışman: PROF. DR. SEYHAN ŞAHAN FIRAT
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Deoksikortikosteron = Deoxycorticosterone ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Hipertansiyon = Hypertension ; Kardiyovasküler hastalıklar = Cardiovascular diseases ; Mammalian target of rapamycin = Mammalian target of rapamycin ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Çalışmamızda, sıçanlarda deoksikortikosteron asetat (deoxycorticosterone acetate; DOCA)-tuz ile oluşturulan hipertansiyon ve ilişkili kardiyak, renal ve vasküler dokulardaki patofizyolojik değişikliklerde rapamisinin memelilerdeki hedefi (mammalian target of rapamycin; mTOR)'un rolünün olup olmadığı, mTOR etkinliğinde oluşabilecek değişikliklerle ortaya çıkabilecek kardiyovasküler hipertrofi, oksidatif stres, inflamasyon ve organ işlev bozukluklarının gelişmesi süreci ve bu süreçte rolü olabilecek NADPH oksidaz sistemi ile ERK1/2 MAPK ve p38 MAPK'nin ekspresyon/etkinlikleri ile ilişkilendirilerek araştırıldı. Sıçanlar 4 gruba ayrıldı: Kontrol, DOCA-tuz (30 mg/kg/hafta, 0,2 ml; s.k.), rapamisin (1 mg/kg; i.p.), DOCA-tuz +rapamisin. Tüm sıçanların sistolik kan basınç (SKB)'leri ölçüldükten sonra anestezi altında sol böbrekleri çıkartıldı. İlgili gruplardaki sıçanlara 6 hafta boyunca DOCA enjeksiyonu ve içme sularına %1 NaCl ve %0.1 KCl uygulandı. Rapamisin sıçanlara, 4. haftadan itibaren iki günde bir uygulandı ve tüm sıçanların SKB'leri haftada bir kez ölçüldü. Deney protokolünün sonunda sıçanlara ötanazi uygulanarak kan, böbrek, kalp ve torasik aortları alındı. Alınan dokularda kalp ağırlığı/vücut ağırlığı (KA/VA), böbrek ağırlığı/vücut ağırlığı (BA/VA) ve vasküler medya/lümen oranı ile süperoksit oluşumu ölçüldü. Ayrıca 24 saatlik idrarlarında ve serumda böbrek işlev göstergeleri incelendi. Dokulardan hazırlanan homojenatlarda rpS6, ERK1/2 MAPK, p38 MAPK, NOX2 ve β-aktin protein ekspresyonları ve/veya fosforilasyonları, BNP düzeyi ile NADPH oksidaz enzim etkinlikleri araştırıldı. DOCA-tuz ile sıçanların SKB'leri ile birlikte KA/VA, BA/VA ve vasküler medya/lümen oranı ile sol ventrikül BNP düzeylerinde görülen artma rapamisin ile geri çevrildi. DOCA-tuz ile miyokartta artan makrofaj hücre infiltrasyonu rapamisin ile minimize edilirken, kalp, böbrek ve aortta rpS6, ERK1/2 MAPK, p38 MAPK, NOX2 protein ekspresyonları/fosforilasyonları, NADPH oksidaz etkinliğinde görülen artma mTOR inhibitörü rapamisin ile baskılandı. İdrar kreatinin düzeyi ile kreatinin klirensi DOCA-tuz ile azalırken idrar protein, kan üre nitrojen ve serum kreatinin düzeyinde artış görüldü. Tüm bu değişiklikler rapamisin ile geri çevrildi. Bulgularımız, başta hipertansiyon olmak üzere, ilişkili kardiyovasküler ve renal patolojilerin gelişmesinde rol alan oksidatif stres, hipertrofik yanıtlar ve inflamasyona mTOR'un katkısının olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In our study, the presence of mammalian target of rapamycin (mTOR) in hypertension caused by deoxycorticosterone acetate (DOCA)-salt in rats and related pathophysiological changes in cardiac, Renal, and vascular tissues, by associating with the development of cardiovascular hypertrophy, oxidative stress, inflammation, and organ dysfunction, and the expression/activities of NADPH oxidase system, ERK1/2 MAPK and p38 MAPK that may have a role in this process was investigated. Rats were divided into 4 groups: Control, DOCA-salt (30 mg/kg/week, 0,2 ml; s.c.), rapamycin (1 mg/kg; i.p.), DOCA-salt+rapamycin. After measuring the systolic blood pressure (SBP) of all rats, their left kidneys were removed under anesthesia. The rats in the relevant groups were injected with DOCA for 6 weeks and 1% NaCl and 0.1% KCl were administered to drinking water. Rapamycin was administered to rats every second day from the 4 th week and the SKBs of all rats were measured once a week. At the end of the experiment protocol, rats were euthanized and blood, kidney, heart and thoracic aorta were taken. Heart weight/body weight (HW/BW), kidney weight/body weight (KW/BW), vascular media/lumen ratio, and superoxide formation were measured in the tissues taken. In addition, kidney function indicators in 24-hour urine and serum were examined. In homogenates prepared from tissues, rpS6, ERK1/2 MAPK, p38 MAPK, NOX2, and β-actin protein expressions and/or phosphorylations, BNP level and NADPH oxidase enzyme activities were examined. The increase in HW/BW, KW/BW and vascular media/lumen ratio and left ventricular BNP levels with SBP induced by DOCA-salt were reversed with rapamycin in rats. Increased macrophage migration in myocardium with DOCA-salt is minimized by rapamycin, while the increase in rpS6, ERK1/2 MAPK, p38 MAPK, NOX2 protein expressions/phosphorylations, and NADPH oxidase activity in the heart, kidney, and aorta were suppressed with mTOR inhibitor rapamycin. While urinary creatinine level and creatinine clearance decreased with DOCA-salt, urinary protein amount, blood urea nitrogen, and serum creatinine levels increased. All these changes were reversed with rapamycin. Our findings show that mTOR contributes to oxidative stress, hypertrophic responses and inflammation, which play a role in the development of associated cardiovascular and renal pathologies, especially hypertension.