İntranazal uygulanan oksitosin yüklü nanopartiküllerin pentilentetrazol-kindling epilepsi modeli üzerindeki etkilerinin hipokampüste incelenmesi
Investigation the effects of intranasal applied oxytocin loaded nanoparticles on pentylenetetrazole-kindling epilepsy model in hippocampus
Yazar: HAKAN ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. GÖZDE ERKANLI ŞENTÜRK
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Hipokampus = Hippocampus ; Histoloji = Histology ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Oksitosin = Oxytocin ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole

Özet:
Hipokampüsle ilişkili olan temporal lob epilepsisi (TLE) nöbetlerle karakterizedir. Ayrıca bellekle ilişkili bilişsel sorunlar bu hastalıkla beraber görünen diğer önemli sorunlardandır. TLE'nin araştırılmasında kullanılan modellerden biri kemirgenler üzerinde uygulanan pentilentetrazol (PTZ)-kindling modelidir. PTZ-kindling modelinde hipokampüs histopatolojisi, nörogenezde azalma ve kısa süreli hafıza sorunları gibi bulgular insan TLE'sine benzerlik göstermektedir. Oksitosin (OT) hormonunun dışarıdan uygulanmasının beyin ve ilişkili patofizyolojilere olan etkisinin araştırılması son yıllarda ivme kazanmış olsa da epilepsi ilişkili çalışmalar oldukça sınırlıdır. OT uygulamasında invaziv olmayan ve beyne verimli geçişin sağlandığı yöntemler araştırıldığında intranazal (IN) yolun ve OT yüklü nanopartiküllerin (OT&NP'lerin) kullanılarak bu hedefte kullanılması öne çıkan yöntemlerdendir.

Çalışmamızda sıçanlara IN olarak kronik uygulanan OT ve OT&NP'lerin PTZ ilişkili hipokampüs hasarına olan etkileri araştırıldı. Deney grupları kontrol, kontrol+OT, kontrol+OT&NP, PTZ-kindling, PTZ-kindling+OT ve PTZ-kindling+OT&NP olarak kurgulandı. 48 saatte bir uygulanan IN tedavi (salin/OT/OT&NP) sonrası PTZ enjeksiyonunun gruplarda gösterdiği nöbet şiddeti ve latansı kıyaslandı. Kindling oluştuktan sonra Y-labirentinde kısa süreli mekansal bellek değerlendirme testi (KSBDT) yapıldı. Ayrıca hipokampüslerin histopatolojisi, nörogenez ve apoptoz oranları histolojik yöntemlerle gösterildi. Serumda oksidatif stres göstergesi olan TAS/TOS, OSİ seviyesi ELISA ile bakıldı.

Çalışma bulguları OT ve OT&NP'lerin nöbet şiddeti ve latansına karşı olumlu etkileri olduğunu gösterdi. Ayrıca PTZ-kindling&OT ve PTZ-kindling+OT&NP gruplarında KSBDT ilişkili bazı davranışlarda iyileşme gözlemlenirken, hipokampüsteki nöronların hasardan korunduğu görüldü. Ancak OT&NP'nin OT'ye göre daha olumlu sonuçlar verdiği anlaşıldı. Nörogenez artışı ve apoptoz azalma oranlarında ise yalnızca OT&NP uygulanan grupta istatistiksel olarak anlamlılık bulundu. Bulgularımız literatüre kıyasla düşük miktarda ancak kronik olarak uyguladığımız OT&NP'lerin PTZ-kindling sıçanlar üzerinde hipokampüsü hasardan koruduğu, nörogenezi arttırdığı ve apoptozu azaltarak kısa süreli bellek üzerinde olumlu etkiler sağlayabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Temporal lob epilepsy (TLE) related to hippocampus is characterized with seizures. Memory related cognitive abnormalities are important problems with this disorder. Pentilentetrazol (PTZ)-kindling is one of the models which is applied on rodents in order to investigate TLE. Findings for the histopathology of hippocampus are like, decrease of neurogenesis, and short time memory alterations are seen in PTZ-kindling model which are also related to human TLE. Although, exogenously application of oxytocin (OT) hormone researches are increasing for the effects of brain and related pathophysiologies, epilepsy related studies are highly limited. According to previous data about OT application for non-invasive and efficiently passing through the brain, it is seen that intranasal (IN) pathway and OT loaded nanoparticles (OT&NPs) are prominent methods for that issue.

In our study, the effects of IN administrated chronic OT and OT&NPs on PTZ induced hippocampus damage are investigated. Experimental groups were designed as control, control+OT, control+OT&NP, PTZ-kindling, PTZ-kindling+OT, and PTZ- kindling+OT&NP. The effects of IN treatment (saline/OT/OT&NP) which is applied for every 48 hours, on seizure severity and latency following the PTZ injection were compared between the groups. After the kindling was developed, the spatial working memory evaulation test (SWMET) applied in Y-maze. Hippocampus histopathology, neurogenesis, and apoptosis rates were also demonstrated by histological methods. Serum TAS/TOS, OSI levels which are the oxidative stress markers were measured by ELISA.

Our findings show that OTs and OT&NPs have positive effects on seizure severity and latency. In addition, recovery of some SWMET related behaviors was observed in PTZ-kindling+OT and PTZ-kindling+OT&NP groups. Increment of neurogenesis and decrement of apoptosis were only statistically significant in hippocampus for PTZ- kindling+OT&NP group. Also, the protective effects of OTs and OT&NPs against PTZ induced damaged of hippocampal neurons were shown. Our results indicate that low dosage but chronic application of OT&NPs may has positive effects on spatial working memory by protective effects for hippocampal damage, increasing neurogenesis, and decreasing apoptosis.