Deneysel spinal kord yaralanmasında tümör nekroz faktör alfa ve interlökin-6 ekspresyonuna minosiklin ve metilprednizolon kombine tedavisinin etkileri
Effects of combined treatment of minocycline and methylprednisolone on the expression of tumor necrosis factor alpha and interleukine-6 in experimental spinal cord injury
Yazar: LEMAN SENCAR
Danışman: PROF. DR. SAİT POLAT
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Metilprednizolon = Methylprednisolone ; Spinal kord yaralanmaları = Spinal cord injuries ; Tümör nekroz faktörleri = Tumor necrosis factors ; İnterlökin 6 = Interleukin 6

Özet:
Spinal kord yaralanması (SKH), direkt mekanik travmaya bağlı olarak nöral dokunun zedelenmesi ile sonuçlanan primer yaralanma ve bunun tetiklediği sekonder hasar mekanizmalarını içerir. SKH?nı takiben ilk 24 saatte, TNF-? ve IL-6 gibi proenflamatuvar mediyatörler lezyon alanında yükselmekte ve sekonder hasarlardan sorumlu tutulmaktadırlar. Günümüzde önemli bir sağlık problemi olan SKH?nın bugün için kabul edilen üniversal bir tedavisi olmamakla birlikte, bir glukokortikoid olan metilprednizolon (MP), antienflamatuvar ve antiödematöz etkilerinden dolayı tedavide yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte metilprednizolon tedavisinin tek başına yeterli olmadığı ve etki mekanizmalarının da hala tam olarak açıklığa kavuşmadığı bilinmektedir. Son yıllarda, tetrasiklin türevi bir antibiyotik olan minosiklinin MSS yaralanmalarında nöroprotektif etkiye sahip olduğu rapor edilmiş olmakla birlikte, minosiklinin koruyucu etkileri ile ilgili çalışmalar da sınırlı sayıdadır. SKH?nı takiben sekonder hasarın ilerlemesine neden olan TNF-? ve IL-6 sitokin ekspresyonlarının, hücresel dağılımı ve lezyon alanında ortaya çıkış sürelerinin birlikte gösterildiği bir çalışmaya bugüne kadar literatürde rastlanmamıştır. Bu nedenle çalışmamızda, deneysel spinal kord yaralanması sonrası TNF-? ve IL-6 ekspresyonlarına, MP ve minosiklin tedavisinin tek başına ve kombine etkilerinin, immünohistokimyasal, elektron mikroskobik ve biyokimyasal yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla 78 adet Wistar cinsi erkek sıçan, herhangi bir cerrahi işlem yapılmayan kontrol grubu, spinal kord T2-T7 segmentleri arasında yalnızca laminektomi oluşturulan sham operasyon grubu ve T2-T7 arasında klip kompresyon yöntemi ile SKH oluşturulan deney grubu olmak üzere 3 gruba ayrıldı. SKH'nı takiben deney grubunda yer alan hayvanlar da kendi aralarında; spinal kord hasarı oluşturulduktan sonra yalnızca serum fizyolojik verilen deney kontrol grubu; spinal kord hasarını takiben MP tedavisi uygulanan grup; minosiklin tedavisi uygulanan grup ve MP+minosiklin kombine tedavisi uygulanan grup olmak üzere 4 alt gruba ayrıldı. Tüm sham ve deney gruplarından spinal kord doku örnekleri yaralanmayı takiben 24. ve 72. saatlerde elde edilerek, ışık ve elektron mikroskobik, immunohistokimyasal ve biyokimyasal yöntemlerle değerlendirildi.
Değerlendirmeler sonucunda, TNF-? ekspresyonunun, 24. saatte deney kontrol grubunda yükseldiği, MP tedavisi alan grup ile kombine tedavi alan gruplarda anlamlı olarak azaldığı belirlendi. IL-6 ekspresyonun, 24. saatte deney kontrol grubunda yükseldiği, kombine tedavi alan grupta anlamlı olarak azaldığı gösterildi. Yaralanmadan 72 saat sonra bütün gruplarda her iki sitokinin ekspresyonunun azalmış olduğu dikkati çekti. Işık ve elektron mikroskobik incelemelerde, SKH oluşturulan gruplarda, nöronlarda, gliya hücrelerinde ve miyelinli sinir liflerinde yapısal dejenerasyonların meydana geldiği ve bu hücresel değişikliklerin, 72 saat sonra alınan doku kesitlerinde daha belirgin olduğu gözlendi. Tedavi gruplarında, travma sonrası tek başına MP tedavisinin, Minosiklin tedavisine göre daha etkin olduğu, ancak, MP+Minosiklin kombine tedavisi uygulanan gruplarda, hücresel yapının, tüm gruplara oranla çok daha iyi korunduğu belirlendi. Bunların yanında, lipid peroksidasyonunun önemli bir göstergesi olan MDA düzeyinin, MP+Minosiklin kombine tedavi grubunda, diğer tüm gruplara oranla anlamlı olarak azaldığı dikkati çekti. SOD seviyesinin ise, MP+Minosiklin kombine tedavi grubunda, diğer gruplara oranla anlamlı olarak arttığı gösterildi. Tüm bu bulgular birlikte değerlendirildiğinde, deneysel akut spinal kord yaralanmasından sonra MP+Minosiklin kombine tedavisinin, yaralanma sonrasında artış gösteren proenflamatuvar sitokinlerden TNF-? ve IL-6 düzeyleri ile lipid peroksidasyonunu azalttığı, böylece nöronal ve glial hücre ölümünü engelleyerek fonksiyonel iyileşmeyi sağlayabileceği düşünüldü. Bu nedenle, akut spinal kord yaralanmasını takiben MP+Minosiklin kombine tedavisinin, oluşturulacak tedavi protokollerinde dikkate alınabileceği kanaatine varıldı.

Abstract:
Spinal cord injury (SCI) includes primary injury that is resulted in neural tissue damage due to the direct mechanical trauma, and secondary injury mechanisms which are induced by primary injury. In the first 24 hours following SCI, pro-enflammatory mediators such as TNF-? and IL-6 increase at the lesion site and play important role in secondary tissue damage. SCI is an important health problem and there is no universal treatment protocol for it today. MP is an important glucocorticoid and it has been using for the treatment of SCI because of its anti-inflammatory effects. However, MP is not effective alone for the treatment of SCI and it?s mechanisms and beneficial effects are not clear. In recent years it has been reported that minocycline which is a tetracycline-derived antibiotic has neuroprotective effects on central nervous system trauma. But there are limited studies on minocycline?s effects on SCI. Furthermore, there is no research on the cellular distrubition and localization of TNF-? and IL-6 after SCI. Seventy eight wistar rats were divided into 3 main groups as intact control group; they did not receive any operation, sham operation group; we created laminectomy on T2-T7 levels of spinal cord, and experimental control group received spinal cord compression injury. Following injury the experimental control group subdivided into 4 groups as: control group, which did not receive any drug administration, methylprednisolone treatment group; they received MP following injury, minocycline treatment group; they received minocycline following injury and, MP+Minocycline combined treatment group; a combination of MP and minocycline were administered to these rats.
Tissue samples were obtained from all groups at 24 hours and 72 hours after injury for light and electron microscopic, immunohistochemical and biochemical examinations. We found an increase in TNF-? levels in experimental control group at 24th hour. We also found that there were a significant decrease in TNF-? expressions in MP treatment group and MP+minocycline combined treatment group at 24 hours after injury. We observed an increase on IL-6 levels at 24th hour in experimental control group, on the other hand, in combined treatment group there were a significant decrease in IL-6 levels at the same time. It was remarkable that both cytokine?s levels were decreased in all groups at 72 hours after injury. We found structural degenerations in neurons, glia cells and axons in the SCI groups of the light and electron microscopic examinations. We also found that MP was more effective than minocycline when we compared the treatment groups. However, the ultrastructure of the cells were well preserved in MP+Minocycline combined treatment group when compared with other injury groups. Furthermore when we compared all the groups, in combined treatment group there were a significant decrease in MDA levels which is an important indicator for lipid peroxidation, on the other hand, there were a significant increase in SOD levels in the same group. When all results are evaluated together, we found the combined treatment of MP and minocycline gives rise to a significant decrease in proinflammatory cytokines levels, which upregulate after injury. We also observed decreased lipid peroxidation and neuronal and glial cell death in this group. These results suggest that this combined treatment promotes functional recovery and, it should be considered as an effective treatment protocol following spinal cord injury.