Darbepoetin alfa'nın nöroinflamasyon oluşturulmuş sıçan modelinde anksiyete üzerine etkisi
The effect of darbepoetin alpha on anxiety in a neuroinflammation-induced rat model
Yazar: HASAN ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. ERHAN NALÇACI
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Anksiyete = Anxiety ; Darbepoetin = Darbepoetin ; Eritropoietin = Erythropoietin ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Nörofizyoloji = Neurophysiology ; Nöroinflamatuar hastalıklar = Neuroinflammatory diseases

Özet:
Eritropoeitin temel olarak böbrek ve az miktarda karaciğerden salgılanan bir hormondur. İki reseptörü bulunan eritropoeitinin; homedimerik alt ünitesine bağlandığında hematopoezi, heterodimerik alt ünitesine bağlandığında ise doku ve hücreyi koruyucu etkisini göstermektedir. Doku koruyucu etkisinden faydalanılarak farklı hastalıkların tedavisinde etkinliği denenmiştir. Darbepoetin alfa eritropoietin derivasyonu olup nöroprotektif etkinliği olan bir ajandır.
Nöroprotektif etkinliğini heterodimerik EPOR alt ünitesine bağlanarak göstermektedir. Bu çalışmada lipopolisakkarit (LPS) ile oluşturulmuş sıçan nöroinflamasyon modelinde Darbepoetin alfanın olası anksiyolitik etkinliğinin araştırılması hedeflenmiştir. Çalışmada yetişkin sıçanlara dört hafta 5 mcg/kg Darbepoetien alfa intraperitonel uygulandıktan sonra, 2 mg/kg lipopolisakkarit ile nöroinflamasyon oluşturulmuştur. Anksiyete benzeri davranışlar yükseltilmiş artı labirent, açık alan testi ve aydınlık karanlık kutusu testi ile incelenmiştir. TNF-α, IL-1β, Beyin kökenli büyüme faktörü (BDNF) ve serotonin düzeyine prefrontal korteks ve striatumda bakılmıştır. Total antioksidan /total oksidan status (TAS/TOS) ve kortizol düzeylerine hem beyin bölgeleri hem de serumda bakılmıştır. Toplam tiol/serbest tiol düzeylerine serumda bakılmıştır. Darbepoetin alfa açık alan testi ve yükseltilmiş artı labirent testinde anksiyolitik etki göstermiştir. Aydınlık karanlık kutusu testinde anksiyete benzeri davranışlar azalmakla birlikte anlamlı bir fark çıkmamıştır. LPS ile oluşturulmuş nöroinflamasyon modelinde serotonin, BDNF miktarının azaldığı, kortizol, TNF-α ve IL-1 β'nın ise kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde arttığı görülmüştür. Sunulan çalışmada LPS'nin yol açtığı inflamasyona karşı öncesinde Darbepoetin alfa tedavisi alan sıçanlarda serotonin ve BDNF düzeylerindeki düşüş anlamlı derecede azalmıştır. Aynı zamanda inflamasyon belirteçleri olan IL-1β ve TNF-α'nın yükselişi anlamlı düzeyde azalmıştır. Total antioksidan status açısından gruplar arasında anlamlı fark çıkmamıştır. Total oksidan status Darbepoetin alfa uygulaması sonrası olumsuz bir şekilde özellikle prefrontal kortekste artmıştır. Bu artış hemoglobin artışı ile pozitif korele bulunmuştur. Serbest tiol darbepoetin alfa uygulaması sonrası artarken, toplam tiol hafif bir miktarda artmıştır. LPS uygulması ile artan kortizol tablosunu hem beyin hem de serumda düzeltmiştir. LPS uygulaması sonrası 24 saat içinde ölüm oranı %20 iken,  dört haftalık koruyucu Darbepoetin tedavisi alan grupta ölüm gerçekleşmemiştir.
Sonuç olarak eritropoetin türevi olarak darbepoetin alfa'nın nöroinflamasyon modelinde birçok fizyolojik mekanizma açısından koruyucu etkisi olduğu bulunmuştur. Güçlü anksiyolitik benzeri etkileri, hem sağlıklı deneklerde hem de inflamasyon grubunda davranış ve molekül parametreleri açısından gösterilmiştir.

Abstract:
Erythropoietin is a hormone secreted mainly by the kidney and a small amount by the liver. Erythropoeitin, which has two receptors; When it binds to the homedimeric subunit, it shows hematopoiesis, and when it binds to the heterodimeric subunit, it has a tissue and cell protective effect. It has been tested for its effectiveness in the treatment of different diseases by making use of its tissue protective effect. Darbepoetin alfa is an erythropoietin derivative and is an agent with neuroprotective activity. It shows its neuroprotective activity by binding to the heterodimeric EPOR subunit. In this study, it was aimed to investigate the possible anxiolytic efficacy of Darbepoetin alfa in the rodent neuroinflammation model induced by Lipopolysaccharide (LPS).
In the present study, adult rats were administered with 5 mcg/kg of Darbepoetien alfa for 4 weeks, and after neuroinflammation was induced with 2 mg/kg of LPS. Anxiety-like behaviors were analyzed with the elevated plus maze, open field test, and light dark box test. TNF-α, IL-1β, Brain-derived growth factor (BDNF) and serotonin levels were measured in the prefrontal cortex and striatum. Total antioxidant/total oxidant status (TAS/TOS) and cortisol levels were measured in both brain regions and serum. Total thiol/native thiol levels were measured in serum. Darbepoetin alfa showed anxiolytic effect in the open field test and the elevated plus maze test. Although anxiety-like behaviors decreased in the light-dark box test, there was no significant difference. It was observed that the amount of serotonin, BDNF decreased in the LPS-induced neuroinflammation model, while cortisol, TNF-α and IL-1β increased significantly compared to the control group. In the present study, the decrease in serotonin and BDNF levels was significantly attenuated in rats that received the previous treatment with darbepoetin alfa against the inflammation caused by LPS. At the same time, the rise of IL-1β and TNF-α, which are markers of inflammation, was significantly reduced. There was no significant difference between the groups in terms of total antioxidant status. Total oxidant status increased adversely after the administration of Darbepoetin alfa particularly prefrontal cortex. This increase was positively correlated with the increase in hemoglobin. Total thiol increased slightly, while native thiol increased after the administration of darbepoetin alfa. The mortality rate within 24 hours after LPS application was 20%. There was no death in the group that received 4 weeks of protective Darbepoetin treatment. As a result, it has been found that the erythropoietin derivative darbepoetin alfa has a protective effect in terms of many physiological mechanisms in the neuroinflammation model. Anxiolytic-like effects have been demonstrated by behavioral experiments. Its potent anxiolytic-like effects have been demonstrated in terms of behavior and molecular parameters in both healthy subjects and the inflammation group' subjects.