Ratlarda asetaminofen ile oluşturulmuş karaciğer toksisitesinde mitokondri transplantasyonunun etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of mitochondrial transplantation in acetaminophen-induced liver toxicity in rats
Yazar: ÖNER ÜLGER
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ÖZLER
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Asetaminofen = Acetaminophen ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Karaciğer = Liver ; Mitokondriler = Mitochondria ; N-asetilsistein = N-acetylcysteine ; Sıçanlar = Rats ; Toksisite = Toxicity

Özet:
Günümüzün en yaygın olarak kullanılan ilaçlarından biri olan asetaminofenin (APAP) aşırı dozda kullanılması ölümcül karaciğer hasarlarına neden olabilmektedir. APAP toksisitesinin hasar mekanizmalarından bazıları mitokondriyal fonksiyon bozukluğu, hepatosit nekrozu ve oksidatif strestir. Çalışmamızda bu hasar odaklarına karşı kök hücrelerden izole edilen mitokondriler nakledilmiştir. Bu çalışma ile karaciğer ilaç toksisitesinde üzerinde yeterli çalışma yapılmamış olan mitokondri uygulamasının APAP toksisite tedavisine katkıda bulunup bulunmayacağının araştırılması amaçlanmıştır.
Çalışmamızda 42 adet "Sprague-Dawley" cinsi erkek sıçan kullanılmış ve sıçanlar basit rastgele örnekleme ile 6 gruba ayrılmıştır. Ardından oral gavaj yoluyla toksik dozda (1g/kg) APAP uygulanmıştır. Mitokondri naklinin etkinliği klinik tedavide kullanılan n-asetilsistein (NAC) uygulaması ve kontrol gruplarıyla kıyaslanarak değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler histolojik analiz (hematoksilen eozin boyaması), kan örneklerinin biyokimyasal analizleri (AST, ALT, LDH ve ALP) ve oksidatif stres analizleriyle (MDA, SOD, TAS, TOS ve GSH) yapılmıştır. Ayrıca izole edilen mitokondrilerin canlılık ve fonksiyonelliği değerlendirilmiş ve nakledilen mitokondrilerin hedef hücrelere dağılımı gösterilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre toksik doz APAP uygulamasının karaciğer sentrilobüler alanlarında hepatosit nekrozu, dejenerasyon ve inflamasyona neden olduğu, AST, ALT ve LDH seviyelerini artırdığı ve GSH miktarını azalttığı görülmüştür. Mitokondri naklinin ise histolojik olarak doku hasarını tamamen engellediği ve karaciğer enzim seviyelerini Sham grubuna benzer seviyelere getirdiği görülmüştür. NAC uygulaması ise APAP grubuna göre hepatosit nekrozunu engellemiş ve hepatik GSH' yı korumuştur. Mitokondri grubunda inflamasyon NAC grubuna göre anlamlı olarak daha az bulunmuştur. Sonuç olarak toksik doz APAP uygulamasının ciddi doku hasarına yol açtığı, mitokondri naklinin bu doku hasarını önemli ölçüde tamir ettiği ve mitokondri grubuyla karşılaştırıldığında NAC uygulamasının kısmi bir iyileşme sağlayabildiği görülmüştür.


Anahtar Kelimeler: APAP, Asetaminofen, karaciğer toksisitesi, mitokondri
transplantasyonu, mitokondri nakli, N-asetilsistein, NAC

Abstract:
Overdose acetaminophen (APAP) which is one of the most widely used drugs today, intake could cause fatal liver damage. Some of the damage mechanisms of APAP toxicity are mitochondrial dysfunction, hepatocyte necrosis and oxidative stress. In our study mitochondria that was isolated from stem cells were transplanted to damaged tissue against those damage mechanism. With this study it was aimed to search if mitochondrial transplantation that had not studied enough would contribute to APAP toxicity treatment or not.
In our study, a total of 42 "Sprague-Dawley male rats were used and randomly divided into 6 groups. To administer the disease model, toxic doses of APAP (1g/kg) was applied with oral gavage. Efficacy of mitochondrial transplantation was evaluated by comparing with n-acetylcysteine (NAC) treatment used in clinic and with control groups. Histological analysis (hematoxylin eosin staining), biochemical analysis of blood samples (AST, ALT, LDH and ALP) and oxidative stress analysis (MDA, SOD, TAS, TOS and GSH) were performed for evaluation. In addition, viability and functionality of isolated mitochondria was evaluated and distribution of transplanted mitochondria to target cells was shown.
According to the results, it was seen that giving toxic dose of APAP caused hepatocyte necrosis, degeneration and inflammation in liver centrilobular areas, increased AST, ALT and LDH levels and reduced GSH supply. It was seen that mitochondria transplantation completely prevented histological tissue damage and liver enzyme levels were similar to Sham group. NAC administration prevented hepatocyte necrosis according to the APAP group and protected GSH level. Inflammation was found statistically less in mitochondria group according to NAC group. As a result it was found that toxic dose APAP caused severe tissue damage, mitochondria transplantation significantly repaired this tissue damage and NAC administration could provide a partial recovery compared to mitochondria group.


Key Words: Acetaminophen, APAP, liver toxicity, mitochondrial transplantation,
N-acetylcysteine, NAC