Sıçan ince bağırsak radyoterapi modelinde  metalloproteinaz'ların erken inflamasyon süreçlerine etkileri
The effect of metalloproteinases on the early phase of inflammation in the rat small intestine radiotherapy model
Yazar: FERDA ULVİYE HOŞGÖRLER
Danışman: PROF. DR. SEVİL GÖNENÇ ARDA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sağlık Bilimleri Bölümü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizyoloji = Physiology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Doksisiklin = Doxycycline ; Matriks metalloproteinazlar = Matrix metalloproteinases ; Metalloproteinazlar = Metalloproteinases ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon-iyonizan = Radiation-ionizing ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Sıçanlar = Rats ; Valproik asit = Valproic acid ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
MMP'ler tümör hücrelerinin invazyonu ve metastazında önemli işleve sahip olan ve inflamasyondaki etkinlikleri gösterilmiş olan   endoproteinazlardır. MMP'lerin radyasyon hasarında nasıl bir rol üstlendikleri henüz aydınlatılmamıştır. Endojen bir MMP inhibitörü olan RECK proteini kanserli hastalarda düşük eksprese edilmekte bu sayede MMP aktivitesiyle birlikte tümör invazyonu ve metastazı da artmaktadır. RECK proteininin Histon Deasetilaz İnhibitörü olan Valproik asit(VA) ile indüklenebileceği önerilmiştir. VA ile MMP inhibisyonu oluşturulabilir. Doksisiklin(DX) MMP'lerin nonspesifik, güçlü inhibitörlerinden birisidir.
Hipotezimiz radyoterapiden önce VA ile yapılan RECK indüksiyonuyla ve DX verilerek MMP'ların inhibe edilebileceği, MMP etkisindeki inflamasyonun düşürüleceği, tümörlü ve tümörsüz dokular için çift yönlü fayda sağlanabileceğidir. Bu çalışmanın amacı, deneysel sıçan radyoterapi modelinde, iyonizan radyasyonun ince barsak üzerindeki erken hasar süreçlerinde Doksisiklin ve Valproik asit'in MMP'ler ve inflamasyon üzerine etkilerini araştırmaktır. 
Çalışmada 26 adet  wistar erkek sıçan kullanıldı. Kontrol grubu hariç tüm deneklere 10  Gy-γ radyasyon uygulandı. İlaç uygulanan gruplarda Valproik asit(300 mg/kg,SC) ve DX(100 mg/kg,IM) RT'den bir saat önce yapıldı. Radyasyon uygulamasından 8 saat sonra denekler sakrifiye edildi ve ince barsak örnekleri ölçümler için(ELİSA,PCR,TUNEL) alındı. 
İnflamatuvar sitokinlerden TNFα ve IL1β'nın radyasyona bağlı mRNA ekspresyonlarının arttığı,MMP2 nin mRNA düzeyinde, MMP9'un protein düzeylerinde arttığı görüldü. VA ile TNFα ve IL1β'nın  protein düzeylerinin düştüğü görüldü.VA'in RECK ekspresyonunu arttırmakla birlikte MMP düzeyleri ve aktivitesine inhibisyonu gözlenmedi beklenenin aksine düşen MMP2 ve MMP7 aktivitelerini yerine koyduğu gözlendi. DX'in radyasyon hasarının erken fazında MMP aktivitesine ve inflamasyona etkisi görülmedi. Apopitozisin radyasyonlu gruba göre VA ve DX gruplarında azaldığı görüldü.
Bulgularımızla VA'in  radyasyonun akut fazında inflamatuvar sitokin düzeylerini düşürdüğünü ve MMP aktivitesini düzelttiğini ortaya koyduk. RECK ekspresyonu artışı ile birlikte MMP inhibisyonu gözleyemememiz VA'in başka etki mekanizmalarına  işaret etmektedir. Radyasyonun  akut fazında MMP aktivitesinin bozulması sonradan MMP artışını tetikliyor olabilir. Bu çalışma VA'in MMP aktivitesini koruduğuna yönelik ilk çalışmadır.

Abstract:
The MMPs are endoproteinases, which have an important function in the invasion and metastasis of cancer cells, and whose efficacy in inflammation has also been shown. MMPs role in radiation injury remains unclear. RECK protein, which is an endogenous MMP inhibitor, is associated with low level expression in patients with cancer, thus MMP activity and tumour invasion and metastasis increases when RECK is expressed in low levels. RECK has been suggested to be induced by VA . DX is one of the non-specific potent inhibitors of MMPs. 
 	 Our hypothesis is that MMPs could be inhibited; the inflammation under the influence of MMP could be reduced by RECK induction and administering DX before the radiation therapy, through which dual advantages can be obtained. The aim of this study is to investigate the effect of DX and VA on the MMPs and inflammation in the early phase of an ionizing radiation injury to the small intestine in the rat model of radiotherapy.
Male Wistar rats receiving single fraction abdominal radiation (10 Gy) were randomized into four groups: control group (n:5), radiation group (n:7), radiation plus VA group (300 mg/kg VA subcutaneous,n:7), radiation plus DX group (100 mg/kg  DX intramuscular, n:7). Animals were sacrificed 8 hours after the radiation and small intestine tissue samples were collected for measurements(ELİSA, PCR,TUNEL). 
Radiation-induced mRNA expressions of TNFα and IL1β in all three groups with radiation therapy were significantly higher than the control group at mRNA level whereas protein levels of these cytokines were significantly lower in VA group. Under the influence of radiation, the expression of MMP2 was higher at mRNA transcription level, and the expression of MMP9 was higher at protein translation level. VA significantly increased the RECK levels, though it did not affect MMP levels and activity. On the contrary, the decreasing activity of MMP2 and MMP7 was replaced by VA. No differences were observed in DX group at MMP levels and activity in the early phase of an ionizing radiation injury . We shown that apopitosis was lower in VA and DX groups.
Our findings show that VA reduces the inflammatory cytokine levels and replaces MMPs activity in the early phase of radiation. The reason for the lack of inhibition of MMP while RECK expressions increase, indicates other effectual mechanisms of VA. The decrease in MMPs' activity in the acute phase of radiation may later trigger MMPs increment. This study is the first study indicating that VA retains MMPs  activity.