Deksmedetomidinin ratlarda epigenetik etkilerinin araştırılması
Investigation of epigenetic effects of dexmedetomidine in rats
Yazar: MUSTAFA CEM SÜRECEK
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ALİ KİRAZ
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Deksmedetomidin = Dexmedetomidin ; Deneysel inceleme = Experimental research ; Epigenez-genetik = Epigenesis-genetic ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Bu çalışmada anestezi pratiğinde kullanılmakta olan sedatif, analjezik ve anksiyolitik etkili selektif alfa-2 adrenoreseptör agonisti olan Deksmedetomidinin ratlarda farklı dozlarda kullanımı sonrası ortaya çıkabilecek epigenetik değişikliklerin araştırılmasını amaçladık.
Materyal ve Metod: Çalışmamızda 40 adet Wistar Albino cinsi erkek rat (ağırlık: 350-500 gram) kullanıldı. Ratlar rastgele 8'erli 5 gruba ayrıldı ve I. Grup Kontrol Grubu olarak belirlendi (Grup K, n: 8). II. Grup Sham Grubu olarak belirlendi ve 10 gün boyunca her gün aynı saatlerde bir kez 1 mL %0,9 İzotonik Sodyum Klorür İntraperitoneal (İP) yoldan uygulandı (Grup S, n: 8). Kalan gruplar ise sırasıyla: III. Grup 10 gün boyunca her gün aynı saatlerde bir kez 5 µg/kg İP yoldan deksmedetomidin uygulanmış olan Düşük Doz Grubu (Grup DDD, n: 8), IV. Grup 10 gün boyunca her gün aynı saatlerde bir kez 10 µg/kg İP yoldan Deksmedetomidin uygulanmış olan Yüksek Doz Grubu (Grup YDD, n: 8) ve V. Grup 10 gün boyunca her gün aynı saatlerde bir kez 150 µg/kg İP yoldan deksmedetomidin uygulanmış olan Çok Yüksek Doz Grubu (Grup ÇYDD, n: 8) olacak şekilde düzenlendi. Deksmedetomidin uygulanan gruplarda her bir rat için belirlenen dozlar steril %0,9 İzotonik Sodyum Klorür ile1 mL volüme tamamlanarak dilüe edildi. Çalışmanın 11. günü ratlar sakrifiye edilerek, beyin, pons, hipotalamus dokuları mikroskop eşliğinde çıkartılarak DNA, RNA izolasyonları için hazırlandı ve DNA, RNA, metilasyon analizleri, belirtilen dokularda karşılaştırıldı.
Bulgular: c-FOS gen ekspresyonları, beyin ve pons dokularında, ADRA2a reseptörlerinin farklı dozlardaki değişken baskılanmasına eş değer bir yanıtla baskılanmıştı. ADRA2a reseptörlerinin baskılanması doz artışı ile artmaktayken, c-FOS gen expresyon yanıtı ADRA2a reseptörlerinin ilaç dozlarıyla baskılanmaları arttıkça, buna korele bir şekilde artış göstermiş olup, Kontrol ve Sham grubuna göre ilaç varlığı sebebiyle 5-6 kat baskılandığı gözlemlendi. Hem c-FOS ekspresyon yanıtı hemde ADRA2a reseptör regülasyonu göz önünde bulundurulduğunda, hipotalamus bölgesinde, yüksek doz tedavisi olarak verdiğimiz 10 µg/kg deksmedetomidin uygulamasında, transkripsiyonel faktörlerin aktivitesinde artış gözlemlendi. DNA metilasyon analizlerinde beyin ve hipotalamus dokularında deksmedetomidin uygulamasının, metilasyonu Kontrol ve Sham grubuna göre azalttığı ortaya koyulurken, çok yüksek doz uygulamanın (150 µg/kg) pons dokusunda kontrol grubuna göre DNA metilasyonunda iki kat artışa sebep olduğu gözlemlendi.
Sonuç: Deksmedetomidinin özellikle yüksek dozlarda kullanımı reseptör üzerinden etkilerinin azalmasına sebep olabilecekken, bilhassa beyin sapında genel metilasyon artışı gözlemlememiz sebebiyle, daha spesifik gen ekspresyon ve metilasyon çalışmalarının yapılması gerektiğini düşünmekteyiz.
Anahtar sözcükler: Epigenetik, Deksmedetomidin, Deneysel çalışma, Rat.

Abstract:
Purpose: In this study we aim to investigate the epigenetic changes in rats that may occur after the use of dexmedetomidine; an alpha-2 adrenoceptor selective agonist drug that is used in anesthesiology practice for sedation, analgesia, and anxiety, with the usage of different doses.
Materials and methods: In our study, 40 male Wistar Albino rats (weight: 350-500 grams) were used. Rats were randomly divided into 5 groups of 8 each, first group was chosen as control group, second group named as Sham, and for ten days at the same hour of the day they recieved 1mL intraperitoneal isotonic saline, third group as named low dose group and recieved 5 µg/kg dexmedetomidine intraperitoneally once in a day for ten days at the same hour. Fourth and fifth groups recieved 10 µg/kg and 150 µg/kg dexmedetomidine treatment intraperitoneally for consequetively ten days, as high-dose and very high-dose group. We calculated the doses for rats in their weight respectivly, and applied with insuline injectors. At the 11th day of our study rats had been sacrificed and brain, brain stem and hypothalamus tissues obtained under microscobe, then prepared for DNA, RNA isolation. Results of analyse compared with each groups.
Findings: c-FOS gene expressions were suppressed in brain and pons tissues with an equivalent response to variable suppression of ADRA2a receptors at different doses. While the suppression of ADRA2a receptors increased with the increase in dose, the c-FOS expression response increased in correlation with the increase in suppression of the ADRA2a receptor drug doses, but it was observed that it was suppressed 5-6 times compared to the control and sham groups due to the presence of drugs. Considering both the c-FOS expression response and the ADRA2a receptor regulation in our results, an increase in the activity of transcriptional factors was observed in the hypothalamus region, in contrast to the gene suppression what we normally expect, when we administered 10 µg/kg dexmedetomidine as a high-dose treatment. It was revealed that the application of dexmedetomidine in the brain and hypothalamus tissue decreased DNA methylation compared to the control and sham groups, while it was observed that the very high dose application (150 µg/kg) caused a two-fold increase in DNA methylation in the pons tissue compared to the control group.
Results: High dose usage of dexmedetomidine may cause a decrease in its effects on the receptor, we recommend more specific gene expression and methylation studies, especially due to the general increase in methylation in the brain stem as we observed in our study.
Keywords: Epigenetic, Dexmedetomidine, Experimental Study, Rat.