Wistar ratlarda doksorubisin ile indüklenen kardiyotoksisite üzerine krosinin koruyucu etkilerinin araştırılması
Investigation of the protective effects of crocin on doxorubicin induced cardiotoxicity in wistar rats
Yazar: SARA ASAAD ABDULKAREEM ALJUMAILI
Danışman: DOÇ. DR. EYÜP ALTINÖZ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Doksorubisin = Doxorubicin ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kalp = Heart ; Kreatin kinaz = Creatine kinase ; Krosin = Crocin ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats ; Toksisite = Toxicity ; Troponin = Troponin

Özet:
Antrasiklin glikosit antibiyotiklerinden biri olan doksorubisin (DOKS), meme kanseri,
lösemi ve sarkom gibi hastalarda DNA interkalasyonuna neden olarak ve DNA
replikasyonunu inhibe ederek çeşitli maligniteleri tedavi etmesi nedeniyle
kemoterapötik bir ilaç olarak sıklıkla kullanılan bir ilaçtır. DOKS tedavisinin başlıca
yan etkisi, antikanser tedavisinde uzun süreli uygulama sırasında ilacın klinik
kullanımı için sınırlayıcı bir faktör olan doza bağlı kardiyotoksisitedir. DOKS kaynaklı
toksisitenin neden olduğu ana kardiyotoksisite mekanizması bilinmemekle birlikte,
DOKS, lipid peroksidasyonu, mitokondriyal DNA hasarı, apoptoz ve bozulan
kalsiyum homeostazı dahil olmak üzere kalp dokusunda inflamasyonu ve oksidatif
stresi artırır.
v
Mitokondride artan hem kalsiyum hem de reaktif oksijen türleri (ROS), lipid
peroksidasyonuna ve oksidatif hasar ve kardiyomiyositlerin hücre zarının oluşumuna
yol açar. Ayrıca, DOKS tedavisinden sonra artan oksidatif stres, apoptotik sinyal
yollarının aktivasyonuna katkıda bulunur ve miyositlerin apoptotik hücre ölümüne yol
açar. Miyokardiyal enfarktüs, kalp yetmezliği ve kardiyak disfonksiyonun
miyokardiyal apoptoz ile ilişkili olduğu görülmektedir. DOKS'un birçok kanserde
kemoterapötik bir ilaç olarak yüksek etkinliği nedeniyle, son çalışmalar DOKS ile
birlikte fitokimyasallar veya ilaç kullanarak DOKS'un olumsuz kardiyak etkilerini
önlemek ve tedavi etmekle ilişkilidir.
Geleneksel tıpta safran (Crocus sativus L.) uzun süredir gaz giderici, tonik, balgam
söktürücü ve yatıştırıcı olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, safranın kardiyovasküler
bozukluklar, ürolojik enfeksiyonlar ve astım dahil olmak üzere çeşitli rahatsızlıkların
tedavisinde kullanıldığı bildirilmektedir. Safranın en yaygın biyoaktif bileşenlerinden
biri olan krosin, antioksidan, serbest radikal temizleyici, anti-kanser, antiinflamatuar,
antiaterosklerotik ve kardiyoprotektif etkiler gibi birçok farmakolojik özelliğe sahiptir.
Suda çözünür karotenoid pigment olan krosinin yapısı, krosetin adı verilen ve safranın
kırmızı renginden sorumlu olan bir polien dikarboksilik asidin mono ve diglikosil
esterleridir. Bazı çalışmalar, krosinin kardiyoprotektif etkilerinin antioksidan
enzimatik aktivitelerin ve kardiyak belirteçlerin düzenlenmesi ile ilişkili olduğunu
bildirmiştir. Krosinin, anjiyojenik bir protein olan vasküler endotelyal büyüme faktörü
(VEGF) düzeyini artırarak kardiyomiyositleri hipoksik hasara karşı koruduğunu
göstermiştir.
Biz burada, Wistar albino sıçanlarda spesifik kardiyak biyobelirteçler, biyokimyasal
parametreler, oksidatif stres belirteçleri, histopatolojik ve immünohistokimyasal
değerlendirmelere dayanarak, DOKS ile kombine edilmiş krosinin kardiyotoksisite
üzerindeki olası etkilerini ve DOKS kaynaklı kardiyotoksisite patogenezinin olası
rolünü değerlendirmeyi amaçladık. Bu amaçla kırk sıçan dört gruba ayrıldı; (a) kontrol
(15 gün süreyle ip yoluyla 1 ml / kg'lık dozda normal salin aldı), (b) Krosin (15 gün
süreyle ip yoluyla 40 mg / kg / 24 saatlik dozda krosin aldı), (c) DOKS (altı
enjeksiyonda ip yoluyla 2 mg / kg / 48 saat doz olarak, kümülatif doz 12 mg / kg) ve
(d) DOKS + Krosin (DOKS'u ip yoluyla 2 mg / kg / 48 saat doz olarak altı enjeksiyon
vi
uygulandı ve 15 gün süreyle 40 mg / kg / 24 saat ip dozunda krosin uygulandı).
Çalışmamıza göre DOKS uygulaması, lipid indekslerinde (trigliserit, düşük
yoğunluklu lipoproteinler ve çok düşük yoğunluklu lipoproteinler) ve ayrıca kardiyak
belirteçlerde (Kreatin kinaz-kas / beyin ve Kardiyak Troponin I) önemli artışlara neden
olmuştur. Dahası, DOKS, oksidatif stres parametrelerinde (malondialdehit ve toplam
oksidan seviyesi) önemli artışlara ve ayrıca antioksidan savunma sistemlerinde
(glutatyon, süperoksit dismutaz, katalaz ve toplam antioksidan seviyesi) azalmaya
neden oldu. Bu çalışma ayrıca, krosinin DOKS ile birlikte uygulanmasının, DOKS
alan sıçanlarda lipid profilini ve biyokimyasal parametreleri önemli ölçüde
iyileştirdiğini göstermiştir. Sonuçlar histopatolojik ve immünohistokimyasal
değerlendirmelerle desteklenmiştir. Bütün bu veriler birlikte ele alındığında,
sonuçlarımız krosinin DOKS ile tedavi edilen kanser hastalarında kardiyoprotektif bir
ajan olabileceğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Doxorubicin (DOX), one of the anthracycline glicoside antibiotic, is a frequently used
as a chemotherapeutic drug owing to treat several malignancies in patients, such as
breast cancer, leukemia, and sarcoma by causing DNA intercalation and inhibiting the
DNA replication. The chief adverse effect of DOX treatment is dose depended on
cardiotoxicty that is a limiting factor for clinical usage of the drug during long-term
administration in anticancer therapy. Although the main mechanism of cardiotoxicity
caused by DOX-induced toxicity is unknown, DOX raises inflammation and oxidative
stress in heart tissue including lipid peroxidation, mitochondrial DNA damage,
apoptosis as well as deteriorate calcium homeostasis.
Increased both calcium and reactive oxygen species (ROS) in mitochondria leads to
generate lipid peroxidation and the formation of oxidative injury and cell membran of
cardiyomyocytes.
viii
Also, an increase oxidative stress which raised after DOX treatment contributes to the
activation of apoptotic signaling pathways and leads to apoptotic cell death of
myocytes. It seems that myocardial infarction, heart failure and cardiac dysfunction
are associated with myocardial apoptosis. Due to the high effectiveness of DOX as a
chemotherapeutic drug in many cancers, recent studies are associated with preventing
and treating its adverse cardiac effects of DOX by using phytochemicals or drug along
with DOX.
In traditional medicine, saffron (Crocus sativus L.) has been used for a long time as
carminative, tonic, expectorant, and sedative. Also, it is reported that saffron is used
to treat for several deseases including cardiovascular disorders, urological infections
and asthma. Crocin, one of the most common bioactive constituents of saffron, has
many pharmacological properties, such as antioxidant, free radical scavenger, anticancer, anti-inflammatory, antiatherosclerotic and cardioprotective effects. The
structure of crocin, water-soluble carotenoid pigment, is mono and diglycosyl esters
of a polyene dicarboxylic acid, named crocetin and responsible for the red color of
saffron. Some studies have reported that cardioprotective effects of crocin are
associated with regulation of antioxidant enzymatic activities and cardiac markers. It
has shown that crocin protects for cardiyomyocytes against hypoxic damage by
increasing the level of vascular endothelial growth factor (VEGF), which is an
angiogenic protein.
Here, we aimed to assess the possible effecs of crocin combined with DOX on
cardiotoxicity and the possible role of pathogenesis of DOX-induced cardiotoxicity,
based on the spesifik cardiac biomarkers, biochemical parameters, oxidative stress
markers, histopatological and immunohistochemical evaluations in Wistar albino rats.
Forty rats were divided into four groups; (a) control (received normal saline as a dose
of 1 ml/kg by ip for 15 days), (b) Crocin (received crocin as a dose of 40 mg/kg/24h
by ip for 15 days), (c) DOX (received DOX as a dose of 2 mg/kg/48h by ip in six
injection, cumulative dose 12 mg/kg), and (d) DOX+Crocin (received DOX as a dose
of 2 mg/kg/48h by ip in six injection and crocin as a dose of 40 mg/kg/24h ip for 15
days). According to the present study, DOX administration caused significant
increases in lipid indices (triglyseride, low-dencity lipoproteins and very low-dencity 
ix
lipoproteins) as well as cardiac markers (Creatine kinase-muscle/brain and Cardiac
Troponin I). Morever, DOX caused significant increases in oxidative stress parameters
(malondialdehyde and total oxidant status) as well as decreases in antioxidant defense
systems (glutathione, superoxide dismutase, catalase and total antioxidant status). The
present study also demonstrated that co-administration of crocin with DOX
significantly ameliorated the lipid profile and biochemical parameters in rats receiving
DOX. The results were supported by histopathological and immunohistochemical
evaluations. Taken together, our results reveal that crocin might be a cardioprotective
agent in DOX treated patients for cancer.