Sodyum glukoz ko-transporter 2 inhibitörü dapagliflozinin tip 2 diabetik ratlarda kardiyovasküler komplikasyonlar üzerindeki etkileri
The effects of sodium glucose cotransporter 2 inhibitor, dapagliflozin, on cardiovascular complications on tip 2 diabetic rats
Yazar: İREM KARAÖMERLİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. EBRU ARIOĞLU İNAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kardiyoloji = Cardiology
Dizin: Adrenerjik beta agonistleri = Adrenergic beta-agonists ; Dapagliflozin = Dapagliflozin ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kalp = Heart ; Kardiyovasküler hastalıklar = Cardiovascular diseases ; Komplikasyonlar = Complications ; Sıçanlar = Rats ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Diabetes mellitus dünya çapında 460 milyondan fazla hastayı etkilemektedir ve kardiyovasküler komplikasyon kaynaklı mortalite ile yakından ilişkilidir. Bu komplikasyonların ortaya çıkmasında beta adrenerjik reseptör yanıtverirliğindeki bozukluklar önemli rol oynamaktadır. Öte yandan, diabete bağlı kardiyovasküler komplikasyonların önlenebilmesi için ön koşul glisemik kontroldür. Sodyum glukoz kotransporter 2 (SGLT2) inhibitörleri, diğer antidiabetik ilaçlardan farklı olarak kardiyovasküler faydaları olduğu öne sürülen yeni bir antidiabetik ilaç sınıfıdır. SGLT2 inhibitörlerinin kardiyovasküler hastalıklara sahip diabetik hastalarda kardiyovasküler nedenlerden kaynaklanan ölüm oranını, tüm nedenlerden kaynaklı ölüm oranını ve kalp yetmezliği nedenli hastanede yatış oranını önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir. SGLT2 inhibitörlerinin bu sistemik olumlu etkileri hemodinamik etkiler ve metabolik etkiler ile açıklanmaya çalışılmıştır. Ne var ki, kardiyovasküler komplikasyonlar üzerine koruyucu etkilerinin mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır. Çalışmamızda, bu noktadan yola çıkarak, bir SGLT2 inhibitörü olan dapagliflozinin tip 2 diabetik sıçanlardaki kardiyovasküler komplikasyonlara etkisinin beta adrenerjik reseptör yanıtları üzerinden incelenmesi amaçlanmıştır. 

Bu amaç doğrultusunda, 6 haftalık Sprague-Dawley sıçanlar ile çalışılmıştır. Sıçanlar kontrol, dapagliflozin tedavili kontrol, diabetik ve dapagliflozin tedavili diabetik olmak üzere dört gruba ayrılmıştır. Diabet yüksek yağ diyeti (%35 yağ g/g) ve düşük doz STZ (25 mg/kg, i.p.) ile indüklenmiştir. Diabet ve kontrol grubunun bir kısmı 12-15 hafta boyunca dapagliflozin (1 mg/kg/gün, oral) almıştır. Tedavi bitiminde, hemodinamik parametreler in- vivo basınç hacim kateteri yardımıyla ölçülmüştür. Ardından, in-vitro olarak hem Langendorf kalp preparatında hem de papiller kasta beta adrenoseptör yanıtverirliği incelenmiştir. Son olarak, beta adrenoseptör sinyal yolağında yer alan çeşitli proteinlerin ifadeleri western blot deneyleri ile ölçülmüştür. Elde edilen değerlerin istatiksel analizi GraphPad Prism ile yapılmış, değerler ortalama ve standart sapma ile ifade edilmiştir. Grupların karşılaştırması One-way ANOVA ve Bonferroni post-hoc test ile yapılmış, P<0,05 istatistiksel anlamlılık olarak kabul edilmiştir. 

Sonuç olarak, dapagliflozin tedavisinin diabette artan kan şekerini düşürdüğü görülmüştür. Dapagliflozin tedavisi HFD ve düşük doz STZ diabet modelinde kardiyak parametrelerin çoğuna etkisiz kalmıştır. Bu parametrelerden yalnızca bozulan sistol sonu basıncı ve β1-AR aracılı kasılma yanıtı, istatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte, dapagliflozin tedavisi ile belli oranda düzelmiştir. Bu bulgular, dapagliflozin tedavisinin diabetik kalpte olumlu bir etkisinin olup olmadığının anlaşılması için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Diabetes mellitus currently affects over 460 million patients worldwide and is associated with many deaths from cardiovascular complications. Impaired beta-adrenergic responsiveness plays an important role on these complications. On the other hand, glycemic control is essential to prevent the diabetic cardiovascular complications. Different from the other antidiabetic drugs, sodium glucose cotransporter 2 inhibitors (SGLT2iS) are a novel class of antidiabetic drugs with cardiovascular benefits. In many cardiovascular outcome trials, SGLT2iS have significantly decreased the mortality rate related to cardiovascular causes, the all-causes mortality rate and the rate of hospitalization due to heart failure in diabetic patients with establish cardiovascular diseases. These beneficial effects of the group have been related to hemodynamic and metabolic actions. However, the direct mechanisms are not fully understood. From this point of view, in the present study we aimed to investigate the effects of dapagliflozin, a SGLT2 inhibitor, on cardiovascular complications in an experimental model of type 2 diabetes in terms of beta-adrenergic receptors responsiveness. 

With this purpose, 6-week-old male Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups; control, dapagliflozin treated control, diabetic and dapagliflozin treated diabetic group. Diabetes was induced by high-fat diet (35% fat w/w) and low dose streptozotocin injection (25 mg/kg, i.p.). Some of the diabetic and control rats were treated with dapagliflozin (1 mg/kg/day, orally) for 12-15 weeks. After the treatment, in-vivo hemodynamic parameters are measured by PV catheter, and then in-vitro beta-adrenergic responsiveness was evaluated by using both Langendorff hearth preparation and papillary muscle strips. Finally, expressions of proteins playing a role in beta- adrenergic signaling were determined by western blot experiments. All data analyzed using GraphPad Prism and expressed as means±SD. Multiple comparisons were performed using one-way ANOVA followed by Bonferroni post-hoc test and P<0.05 was considered for significance.

As a result, the treatment of dapagliflozin reduced blood glucose levels in diabetic group. Dapagliflozin was ineffective on most of the cardiac parameters in HFD/low dose STZ diabetes model. Among them, only impaired end systolic pressure and β1-AR-mediated contraction was ameliorated to some extent. These findings demonstrate that future studies are needed to reveal whether dapagliflozin has a positive effect on the diabetic heart.