Doksorubisine bağlı kardiyotoksisitede dekspantenolün kardiyoprotektif etkisinin araştırılması
Investigation of the cardioprotective effect of dexpanthenol in doxorubicin-induced cardiotoxicity
Yazar: HÜLYA METE ARICAN
Danışman: DOÇ. DR. İLTER İLHAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Doksorubisin (Dox); çeşitli malignitelerin tedavisinde yaygın kullanılan antineoplastik bir ilaçtır. Doksorubisinin çeşitli yan etkileri olmakla birlikte esas doz kısıtlayıcı olan kardiyovasküler yan etkilerdir. Pantotenik asitin alkol analoğu olan dekspantenolün (Dex) antioksidan, antiinflamatuar ve antiapoptotik özellikleri olduğu literatürde gösterilmiştir. Bu çalışma ile Dox'un sıçanlarda neden olduğu kardiyotoksisitede, Dex'in koruyucu etkilerini değerlendirmeyi amaçladık.
Çalışmamızda her grupta 8 sıçan olacak şekilde Kontrol, Dox,  Dox+Dex, Dex grupları oluşturulmuştur. Kardiyotoksisite için Dox 2,5 mg/kg iki hafta boyunca haftada 3 kez; koruyucu olarak Dex ise 500 mg/kg/gün, 14 gün intraperitonal olarak uygulanmıştır. Sakrifikasyon sonrası kan örnekleri ve kalp dokusu alınmıştır. Serumdan iskemi modifiye albümin (İMA), total ve native tiyol düzeyleri ölçülmüştür. Kalp dokusu homojenatından süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon peroksidaz (GPx), katalaz aktiviteleri ve malondialdehit (MDA) düzeyleri çalışılmıştır. Histolojik değerlendirme için Hematoksilen-Eozin boyama ve tümör nekroz faktör alfa (TNF-α), kaspaz-3 ekspresyonu için immünohistokimyasal boyama yapılmıştır. Sessiz bilgi düzenleyici (SIRT1), peroksizom proliferatörle aktive olan reseptör γ koaktivatör-1alfa (PGC-1α) ve p53 genlerinin mRNA ekspresyon seviyeleri ölçülmüştür.
Doksorubisin grubunda Kontrol, Dox+Dex, Dex gruplarına göre serumda ölçülen total ve native tiyol düzeylerinde anlamlı bir azalma; İMA düzeylerinde ise artış olduğu görülmektedir. Hesaplanan disülfit düzeyleri kıyaslandığında Dox grubunda Kontrol ve Dex gruplarına göre anlamlı düşük bulunmuştur. Ölçülen GPx, katalaz enzim aktiviteleri Dox grubunda diğer tüm gruplara göre istatistiksel olarak anlamlı düşükken; MDA düzeyleri anlamlı yüksek bulunmuştur. Ancak SOD düzeylerinde anlamlılık saptanmamıştır.
Histopatolojik olarak Dox grubunda çeşitli boyutlarda kanamalar, hiperemi ve miyokardiyal hücre hasarları gözlenmiştir. Dox+Dex grubunda patolojik bulgularda azalma saptanmıştır. İmmünohistokimyal değerlendirmede, Dox grubunda kaspaz-3 ve TNF-α'nın ekspresyonu anlamlı yüksekken; Dox+Dex grubunda her iki belirtecin ekspresyonu azalmıştır. SIRT1, PGC-1α mRNA ekspresyon düzeyleri Dox grubunda diğer gruplara göre istatistiksel olarak anlamlı düşükken; p53 mRNA ekspresyonu anlamlı yüksektir.
Çalışmamız Dex'in antioksidan, antiinflamatuar ve antiapoptotik özellikler göstererek Dox'a bağlı kardiyotoksisiteyi önlemede potansiyel bir aday olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Doxorubicin (Dox) is an antineoplastic drug widely used in the treatment of malignancies. Although Dox has various side effects, the main dose limiting side effects are cardiovascular side effects. It has been shown in the literature that dexpanthenol (Dex), the alcohol analog of pantothenic acid, has antioxidant, anti-inflammatory and antiapoptotic properties. In this study, we aimed to evaluate the protective effects of Dex in cardiotoxicity induced by Dox in rats.
In our study, Control, Dox, Dox+Dex and Dex groups were formed with 8 rats in each group. For cardiotoxicity, Dox 2,5 mg/kg was administered 3 times a week for two weeks and Dex 500 mg/kg/day intraperitoneally for 14 days. After sacrification, blood samples and heart tissue were obtained. Ischemia modified albumin (IMA), total and native thiol levels were measured in serum. Superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase activities and malondialdehyde (MDA) levels were measured in heart tissue homogenate. Hematoxylin-Eosin staining and immunohistochemical staining for tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and caspase-3 expression were performed. The mRNA expression levels of silent information regulator (SIRT1), peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1alpha (PGC-1α) and p53 genes were analyzed.
There was a significant decrease in total and native thiol levels and an increase in IMA levels in Dox group compared to control, Dox+Dex and Dex groups. Calculated disulfide levels were significantly lower in Dox group compared to control and Dex groups. While the measured GPx and catalase enzyme activities were significantly lower in the Dox group compared to all other groups; MDA levels were significantly higher. However, no significance was found in SOD levels.
Histopathologically, hemorrhages of various sizes, hyperemia and myocardial cell damage were observed in the Dox group. There was a decrease in pathologic findings in the Dox+Dex group. In immunohistochemical evaluation, the expression of caspase-3 and TNF-α was significantly higher in the Dox group, while the expression of both markers decreased in the Dox+Dex group. SIRT1 and PGC-1α mRNA expression levels were significantly lower in the Dox group compared to the other groups, while p53 mRNA expression was significantly higher.
Our study suggests that Dex may be a potential candidate for preventing Dox-induced cardiotoxicity by showing antioxidant, anti-inflammatory and antiapoptotic properties.