Ratlarda radyasyona bağlı beyin hasarında ramelteon'un olası tedavi edici etkisi
Possible therapeutic effect of ramelteon in rats with radiation-induced brain injury
Yazar: SEDAT AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜLAY AKAN
Afyonkarahisar Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Kanser tedavisinde, en sık kullanılan tedavi metotlarından birisi radyoterapidir (RT). RT alan hastalarda akut dönemde başağrısıyla başlayıp ve geç dönemde demans, ölüme kadar giden sonuçlar olabilir. Uygulanan iyonlaştırıcı radyasyon, merkezi sinir sisteminde hücre içi reaktif oksijen türlerinin ve proinflamatuar sitokinlerin üretimini indükleyerek beyin doku ve çevresinde hücresel hasara yol açabilmektedir. Ramelteon (RML), antienflamatuar ve antioksidan etkileri olan bir melatonin reseptörü agonistidir. Bu çalışmada 10 Gray radyasyon uygulayarak oluşturulan beyin hasarında RML'nin olası tedavi edici etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, kontrol grubu, radyasyon grubu, radyasyon ile RML uygulanan grup ve RML uygulanan grup olmak üzere ve her grupta 8 rat olacak şekilde toplamda 32 adet Wistar Albino cinsi dişi rat kullanıldı. Çalışmanın sonunda ratlardan alınan kan örneklerinden hemogram ölçümü gerçekleştirildi. İzole edilen beyin dokularının bir hemisferine ait korteks bölgelerinden beyin hasarını gözlemlemek amacıyla histopatolojik olarak hematoksilen-eozin (H-E) boyaması yapıldı. Oksidatif stresi ölçmek için total oksidan seviye (TOS) ve total antioksidan seviye (TAS) ve oksidatif stres indeksi (OSI) çalışıldı. Ayrıca tümör nekroz faktör- α (TNF-α), kaspaz-3, kaspaz-9 ve interlökin-10 (IL-10) seviyeleri ELISA yöntemiyle ölçülüp değerlendirildi.  Histolojik inceleme sonuçlarına göre, radyasyon uygulanan gruplarda ödem, vakuolizasyon ve apoptotik cisimciklere kontrol grubuna oranla istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha fazla rastlanmıştır. Ancak RML uygulanan grupta bu görünümün anlamlı ölçüde azaldığı hücre bütünlüğünün korunduğu gözlemlenmiştir.  RT grubunda, kontrol grubuna göre yükselme gösteren OSİ'nin RML tedavisiyle anlamlı olarak düştüğü (p<0.0001) gözlemlenmiştir. Kontrol grubuna kıyasla; TNF-α değerinin radyasyon uygulanan gruplarda yükseldiği, RML tedavisiyle anlamlı bir şekilde düştüğü (p<0.0001) saptanmıştır. IL-10 seviyesi, radyasyon uygulanan grupta kontrol grubuna göre anlamlı düşme (p=0.003) göstermekle beraber RML tedavisi uygulanan grupta anlamlı bir şekilde yükselmiştir (p<0.0001).  Radyasyon uygulaması sonrası kontrol grubuna göre kaspaz-3 ve kaspaz-9 seviyelerinin yükseldiği ve bu yükselmenin RML tedavisiyle anlamlı olarak düştüğü (p<0.0001) görülmüştür. Elde ettiğimiz bu sonuçlar; RML'nin, radyotoksite kaynaklı beyin hasarında antienflamatuar, antiapopitotik ve antioksidatif etkileri ile koruyucu ve tedavi edici rolünün olabileceğini göstermiştir. 

Anahtar Kelimeler: Radyasyon, Beyin Hasarı, Ramelteon, Oksidatif Stres, İnflamasyon, Apopitozis

Abstract:
Radiotherapy (RT) is one of the most commonly used treatment methods in cancer treatment. In patients, receiving RT, there may be results starting with headache in acute period and ending with dementia and death in late period. The ionizing radiation can cause cellular damage in and adjacent brain tissue by inducing the production of intracellular reactive oxygen species and proinflammatory cytokines in the central nervous system. Ramelteon (RML) is a melatonin receptor agonist having anti-inflammatory and antioxidant effects. In this study, it was aimed to investigate the possible therapeutic effect of RML in brain damage, induced by 10 Gray radiation. A total of 32 Wistar Albino female rats were used in the study, including the control group, the radiation group, the radiation plus RML group, and the RML group alone, with 8 rats in each group. At the end of the study, hemogram measurement was performed from blood samples taken from rats. Histopathologically hematoksilen-eozin (H-E) staining was performed to observe brain damage taken from the cortex regions of one hemisphere of the isolated brain tissues. Total oxidant status (TOS) and total antioxidant status (TAS) and oxidative stress ındex (OSI) were studied to measure oxidative stress levels. In addition, tumor necrosis factor-α (TNF-α), caspase-3, caspase-9 and ınterleukin-10(IL-10) levels were measured and evaluated by ELISA method. According to the histological examination results, edema, vacuolization and apoptotic bodies were more common in the radiation groups compared to the control group. However, it was observed that this appearance was significantly reduced in the RML group, and cell integrity was preserved. It was observed that OSI, which increased after radiation application compared to the control group, decreased significantly (p<0.0001) with RML treatment. Compared to the control group; It was determined that TNF-α value increased in the radiation-treated groups and decreased significantly with RML treatment (p<0.0001). Although IL-10 level decreased significantly in the radiation-treated group compared to the control group (p=0.003), it increased significantly in the RML-treated group (p<0.0001). It was observed that caspase-3 and caspase-9 levels increased after radiation application compared to the control group, and this increase was significantly decreased with RML treatment (p<0.0001). These results have been shown that RML may have a protective and therapeutic role in radiotoxicity-induced brain damage with its anti-inflammatory, antiapoptotic and antioxidative effects.

Keywords: Radiation, Brain Injury, Ramelteon, Oxidative Stress, Inflammation, Apoptosis