Alzheimer hastalığı hücre kültürü modelinde oksidatif stres aracılı TRPM2 kanal aktivasyonu üzerinde BDNF etkisinin moleküler teknikler kullanılarak araştırılması
Beneficial effect of BDNF via TRPM2 channel inhibition on oxidative stress and apoptosis increases in neuronal cell lines induced by experimental Alzheimer's disease
Yazar: ARİF DEMİRDAŞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA NAZIROĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinirbilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Nöroloji = Neurology

Özet:
ÖZET
Alzheimer Hastalığı Hücre Kültürü Modelinde Oksidatif Stres Aracılı TRPM2 Kanal Aktivasyonu Üzerinde BDNF Etkisinin Moleküler Teknikler Kullanılarak Araştırılması
Alzheimer Hastalığı (AlzH), hafıza kaybı, bilişsel fonksiyonlarda zayıflama ve davranış değişiklikleri gibi semptomlarla, özellikle yaşlı popülasyonu etkileyen, bunamanın en yaygın nedeni olan ilerleyici bir nörodejeneratif bozukluktur. Hastalığın etiyoloji kesin olarak bilinmemekle birlikte üzerinde durulanlar arasında amiloid beta (Aβ) birikiminin neden olduğu aşırı reaktif oksijen türleri (ROT) üretimi ve Ca+2 girişidir. SH-SY5Y hücreleri, doğal olarak TRPM2 katyon kanal yapısını içeren ve hücre modeli olarak deneysel Aβ AlzH modelinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Beyin kaynaklı nörotropik faktör (BDNF) beyin hücreleri tarafından yapılır ve nöronları sağlıklı tutmak için önemlidir. Ayrıca antioksidan ve Ca+2 kanal düzenleyici etkileri bildirmiştir. Fakat Aβ ile aktive edilen nöronal hücrelerde TRPM2 uyarımının neden olduğu oksidatif stres ve apoptotik değerler üzerinde BDNF tedavisinin etkisi henüz araştırılmamıştır. SH-SY5Y hücrelerinde, Aβ ile aktive edilen TRPM2 kanalının neden olduğu hücre ölümü, oksidatif stres ve apoptozis değerleri üzerinde BDNF tedavisinin etkisi moleküler teknikler ile araştırılmasını amaçladık. 
SH-SY5Y hücreleri, kontrol, BDNF, Aβ, Aβ + BDNF ve Aβ + TRPM2 kanal blokörleri (ACA ve 2APB) olmak üzere beş gruba ayrıldı. Elde edilen hücrelerde lazer konfokal mikroskop, Western blot ve kuyucuk okuyucu, analizleri yapıldı. Kontrol ve BDNF gruplarına kıyasla Aβ ile uyarılan hücrelerde hücre içi Ca+2 düzeyi, ROT, mitokondri zar depolarizasyonu, hücre ölümü (PI pozitif hücre sayısı), apoptozis kaspaz aktiviteleri (kaspaz -3, -8 ve -9), TRPM2, PARP1, kaspaz -3 ve kaspaz -9 ekspresyon değerlerinde artış gözlendi. Bununla birlikte, BDNF tedavisi sonrası (Aβ + BDNF grubunda) artan apoptoz hücre ölümü, kaspaz ve oksidan değerlerinin azaldığı gözlemlendi.
Sonuç olarak nöronal hücrelerde Aβ kaynaklı Ca+2 girişi, oksidatif stres, hücre ölümü ve apoptozis parametreleri üzerinde, TRPM2 kanalının etkinliği gösterildi. BDNF tedavisi ile TRPM2 kanal inhibisyonu Aβ kaynaklı oksidatif stres, apoptozis ve hücre ölümünün önlenmesi için potansiyel kaynak olarak gözükmektedir.

Anahtar kelimeler: Apoptozis, Alzheimer Hastalığı, BDNF, Oksidatif stres, Nöroplastisite, TRPM2 kanalı.

Abstract:
ABSTRACT
Beneficial Effect of BDNF via TRPM2 Channel Inhibition on Oxidative Stress and Apoptosis Increases in Neuronal Cell Lines Induced by Experimental Alzheimer's Disease
Alzheimer's disease (AlzH) is a progressive neurodegenerative disorder with symptoms such as memory loss, weakening of cognitive functions, and behavioral changes, affecting especially the elderly population, which is the most common cause of dementia. The etiology of the disease is unknown, but it involves the production of highly reactive oxygen species (ROS) caused by amyloid beta (Aβ) accumulation and Ca+2 influx. The SH-SY5Y cells are widely used in the experimental Aβ -induced AlzH model as a neural cell model that naturally contains the TRPM2 cation channel structure. Brain-derived neurotropic factor (BDNF) is made by brain cells and is important for keeping neurons healthy. It also has antioxidant and Ca+2 channel-regulating effects. But the effect of BDNF therapy on oxidative stress and apoptotic values caused by TRPM2 stimulation in neuronal cells activated with Aβ has not yet been studied. In SH-SY5Y cells, the effect of BDNF therapy on cell death, oxidative stress, and apoptosis values caused by the TRPM2 channel activated by Aβ was studied using molecular techniques.
The SH-SY5Y cells were divided into five groups, including control, BDNF, Aβ, Aβ + BDNF, and Aβ + TRPM2 channel blockers (ACA and 2APB). The cells were analyzed with a laser confocal microscope, a Western blot, and a plate reader. Compared to control and BDNF groups, Aβ-stimulated cells showed increases in intra-cellular Ca+2 levels, ROS, mitochondrial membrane depolarization, cell death (PI-positive cell count), apoptosis, caspase activities (caspase-3, -8 and -9), TRPM2, PARP1, caspase-3, and caspase-9 expression levels. However, after BDNF therapy (in the Aβ + BDNF group), increased apoptosis, cell death, caspase and reduced oxidative values were observed.
As a result, TRPM2 channel activity was demonstrated in neuronal cells on the parameters of Aβ-induced Ca2+ influx, oxidative stress, cell death, and apoptosis. TRPM2 channel inhibition with BDNF therapy appears to be a potential source for preventing Aβ-induced oxidative stress, apoptosis, and cell death.

Keywords: Apoptosis, Alzheimer's disease, BDNF, Oxidative stress, Neuroplasticity, TRPM2 channel.