Mitoksantron ve idarubisin kardiyotoksisitesini önlemede amifostinin etkinliği
The effectiveness of amifostine on the prevention of cardiotoxicity of mitoxantrone and idarubicin
Yazar: ATANUR METE KALAK
Danışman: DOÇ.DR. GÜRHAN KADIKÖYLÜ
Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2006
Konu: Hematoloji = Hematology

Özet:
MİTOKSANTRON VE İDARUBİSİN KARDİYOTOKSİSİTESİNİ ÖNLEMEDEAMİFOSTİNİN ETKİNLİĞİGiriş: İdarubisin (İDA) ve mitoksantron (MİTO) hematolojik maligniteler ve solid tümörlerin tedavisindekullanılan antrasiklin gurubu antineoplastik ilaçlardır. En önemli yan etkileri ise kardiyotoksisite vemiyelosupresyondur. Antrasiklinlere bağlı kardiyotoksisitenin patogenezinde lipid peroksidasyonu ve serbestoksijen radikallerinin rolü olabileceği ileri sürülmektedir.Amaç: Ratlarda İDA ve MİTO'nun yol açtığı akut kardiyotoksisite patogenezinde lipid peroksidasyonu, serbestoksijen radikal metabolizması ve koruyucu enzimlerin rolleri ve olası kardiyotoksisiteyi önlemede amifostinin(AMİ) etkinliği hem biyokimyasal hem de histopatolojik olarak araştırmaktı.Gereç ve Yöntem: Hayvan etik kurulu alınan ve Adnan Menderes Üniversitesi fonundan kısmen destek alınanbu çalışmaya ağırlıkları 156Â±30 g olan 60 erkek Wistar rat çalışmaya alınarak 10 eşit guruba ayrıldı. 1.gurubaserum fizyolojik, 2.guruba 200 mg/kg amifostin (AMİ), 3.guruba 2.5 mg/kg İDA, 4.guruba 5 mg/kg İDA,5.guruba 200 mg/kg AMİ ve 30 dk. sonrasında 2.5 mg/kg İDA, 6.guruba 200 mg/kg AMİ ve 30 dk. sonra 5mg/kg İDA, 7.guruba 2.5 mg/kg MİTO, 8.guruba 5 mg/kg MİTO, 9.guruba 200 mg/kg AMİ ve 30 dk. sonra 2.5mg/kg MİTO ve 10.guruba da 200 mg/kg AMİ ve 30 dk. sonra 5 mg/kg MİTO verildi. 0, 1 ve 8.günlerdekuyruk veninden electro-chemiluminescence immunoassay yöntemi ile kardiyak enzimler kreatinin fosfokinaz-miyokardial band (CK-MB) ve troponin-T düzeylerine bakıldı. 8.günde ratlar servikal dislokasyon ileöldürülerek kalp dokusunun yarısında süperoksid dismutaz (SOD), katalaz, glutatyon peroksidaz (Gpx), totalglutatyon (GSH) ve lipid peroksidasyonunun bir göstergesi olan malondialdehid (MDA) spektrofotometrikolarak incelendi. Kalp dokusunun diğer yarısında ise uygun skorlama sistemleri ile inflamasyon, dejenerasyon,fibrozis, kalsiyum birikimi ve apopitoz histopatolojik olarak ışık mikroskobunda değerlendirildi. Sonuçlar one-way ANOVA ve two-paired student's t testleri ile değerlendirildi.Bulgular: Yalnızca İDA-2.5 gurubundaki 8.gün troponin-T düzeyleri AMİ ve kontrol guruplarından yüksekbulundu (p<0.05). İDA guruplarında MDA düzeyleri kontrol ve amifostin guruplarından farklı bulunmaz iken(p>0.05), her iki MİTO gurubunda lipid peroksidasyonu artmıştı (p<0.05 ve p<0.001). MİTO+AMİguruplarındaki MDA düzeyleri kontrol ve amifostin guruplarından farklı bulunmaz iken (p>0.05), MİTO-5 +AMİ gurubunda ise MİTO-5 gurubundan anlamlı derecede düşüktü (p < 0.005). MİTO guruplarında SOD veGpx düzeyleri etkilenmez iken (p>0.05), katalaz (p<0.005 ve p<0.001) ve total GSH (p<0.001 ve p<0.01)düzeyleri kontrol ve AMİ guruplarından anlamlı derecede yüksekti. MİTO ile AMİ birlikte uygulandığındakatalaz (p<0.001) ve total GSH düzeyleri (p<0.001 ve p<0.005) kontrol ve AMI guruplarından fazlaydı. İDAguruplarında SOD, Gpx, katalaz ve total GSH düzeyleri kontrol guruplarından farklı bulunmadı (p>0.05). İDAile AMİ birlikte verildiğinde total GSH düzeylerini arttırmaktaydı (p<0.001). Histopatolojik değerlendirmedeinflamasyon her iki MİTO gurubunda (sırasıyla p<0.001 ve p<0.05) kontrol guruplarından fazla iken AMİ ilebirlikte verildiğinde MİTO-2.5 gurubundan azdı (sırasıyla p<0.05 ve p<0.001). Billingham skoru iledeğerlendirilen dejenerasyon MİTO guruplarında (sırasıyla p<0.001 ve p<0.01) kontrol guruplarından yüksekiken, MİTO-5+AMİ gurubunda MİTO-2.5 gurubundan az idi (p<0.005). MİTO-2.5 gurubundaki fibrozis skorukontrol ve MİTO-5 (p<0.005) guruplarında yüksek iken, MİTO-5 +AMİ gurubunda MİTO-2.5 gurubundan dahaazdı (p<0.05). MİTO-2.5 gurubunda apopitoz skoru MİTO-5 (p<0.05) ve kontrol (p<0.001) guruplarından,MİTO-2.5+AMİ gurubunda da kontrol gurubundan fazla idi (p<0.005). İDA guruplarında inflamasyon vefibrozis etkilenmemişti ve AMİ eklenmesi de bu skorları değiştirmedi (p>0.05). İDA-5 gurubundakidejenerasyon kontrol (p<0.001) ve İDA-2.5 (p<0.005) guruplarından fazlaydı. Amifostinin tek başına kullanımıkontrol gurubuna göre hem dejenerasyona hem de inflamasyona yol açtı (p<0.001). İDA-5 gurubundaki apopitozkontrol (p<0.005) ve İDA 2.5 (p<0.05) guruplarından fazla idi. İDA-5 ile birlikte AMI verilince ise apopitozkontrol gurubundan farklı değil iken (p>0.05), IDA 5 gurubundan daha azdı (p<0.05). Kalsiyum birikimi isehiçbir ratta yoktu ve amifostinin de bir etkisi görülmedi (p>0.05).Sonuçlar: Ratlarda mitoksantronun yol açtığı akut kardiyotoksisitede lipid peroksidasyonu rol oynamaktadır.Miyokard kendini hem lipid peroksidasyonu hem de serbest oksijen radikallerinin zararlı etkilerinden korumakiçin katalaz ve GSH düzeylerini arttırmaktadır. Mitoksantron histopatolojik olarak miyokardda inflamasyon,dejenerasyon, fibrozis ve apopitoza yol açar. Amifostin ise mitoksantronun yol açtığı lipid peroksidasyonunuazaltıp katalaz ve GSH düzeylerini arttırarak mitoksantronun yol açtığı akut kardiyotoksisiteyi önleyebilir.İdarubisinin ise miyokard dokusunda lipid peroksidasyonu, koruyucu enzimler ve GSH üzerine bir etkisibulunmaz iken histopatolojik olarak yalnızca apopitozu uyardığı görüldü. Bu neden ile idarubusinin yol açtığıakut kardiyotoksisite başka mekanizmalarla ortaya çıkabilir. Amifostin ise GSH düzeylerini arttırıp, apopitozuazaltarak idarubisin üzerinde kısmen etkili olabilmektedir.Anahtar kelimeler: Amifostin, idarubisin, kardiyotoksisite, mitoksantron, rat.

Abstract:
THE EFFECTIVENESS OF AMIFOSTINE ON THE PREVENTION OF CARDIOTOXICITY OFMITOXANTRONE AND IDARUBICINIntroduction: Idarubicin (IDA) and mitoxantrone (MITO), used for the treatment of hematological malignanciesand solid tumors, are anthracyline group of antineoplastic drugs. Their most important side effects arecardiotoxicity and myelosupression. It is supposed that lipid peroxidation and oxygen free radicals may play arole on the pathogenesis of anthracyline-induced cardiotoxicity.Aim: To investigate the roles of lipid peroxidation, oxygen free radicals metabolism, and protective enzymeshistopathological and biochemical on the pathogenesis of IDA- and MITO-induced acute cardiotoxicity and theeffectiveness of amifostine (AMI) on the prevention of possible cardiotoxicity in rats.Material and Methods: Animal ethical committee approval and partial support fund from Adnan MenderesUniversity was taken for this study. 156Â±30g weight 60 male Wistar rats were enrolled and divided t0 10 equalgroups. Serum saline to 1.group, 200 mg/kg AMI to 2.group, 2.5 mg/kg IDA to 3.group, 5 mg/kg IDA to 4.group, 200 mg/kg AMI 2.5 mg/kg IDA 30 min. later to 5.group, 200 mg/kg AMI 5 mg/kg IDA 30 min. later to6.group, 5 mg/kg MITO to 7.group, 5 mg/kg MITO to 8.group, 200 mg/kg AMI 2.5 mg/kg MITO 30 min. laterto 9.group, and 200 mg/kg AMI 5 mg/kg MITO 30 min. later to 5.group were administered. On the 0,1, and 8.days, cardiac enzymes such as creatine phosphokinase-myocardial band (CK-MB) and troponin-T wereexamined from tail veins by using electro-chemiluminescence immunoassay method. Rats were sacrificed on8.day. Superoxide dismutase (SOD), catalase, glutathione peroxidase (Gpx), total glutathione (GSH) andmalondialdehyde (MDA), the indicator of lipid peroxidation, were investigated in the half of the rat heart tissueby using spectrophotometric method. According to appropriate scoring systems, inflammation, degeneration,fibrosis, calcium deposits, and apoptosis were evaluated with light microscope histopathological in another halfof the rat heart tissue. The results were evaluated by using one-way ANOVA and two-paired student?s t tests.Results: The 8.day troponin-T levels in IDA-2.5 group were higher than AMI and control groups (p<0.05).While MDA levels in IDA groups were not different than AMI and control groups (p>0.05), lipid peroxidation inboth MITO groups higher than AMI and control groups (p<0.05 and p<0.001). While MDA levels in bothMITO+AMI groups were not different than AMI and control groups (p>0.05), these levels in MITO-5+AMIgroup were significantly lower than MITO-5 group (p<0.005). Although SOD and catalase levels did not changein MITO groups (p>0.05), catalase (p<0.005 and p<0.001) and total GSH (p<0.001 and p<0.01) levels in MITOgroups were significantly higher than AMI and control groups. In MITO and AMI groups, catalase (p<0.001)and total GSH levels (p<0.001 and p<0.005) were higher than AMI and control groups. In IDA groups, SOD,catalase, Gpx, and total GSH levels were not different than controls (p>0.05). Total GSH levels in MITO groupswere increased by AMI (p<0.001). After histopathological examination, while inflammation scores in bothMITO groups (p<0.001 and p<0.05) were higher than controls, these scores in MITO+AMI groups were lowerthan MITO-2.5 (p<0.05 and p<0.001). While degeneration (Billingham) scores in MITO groups were higherthan controls (p<0.001 and p<0.01), these scores in MITO-5+AMI group were lower than MITO-2.5 group(p<0.005). While fibrosis scores in MITO-2.5 group were higher than control and MITO-5 groups (p<0.005),these scores in MITO-5 +AMI groups were lower than MİTO-2.5 group (p<0.05). Apoptosis scores in MITO-2.5group were higher than MITO-5 (p<0.05) and control groups (p<0.001). These scores in MITO-2.5+AMI groupwere higher than controls (p<0.005). In IDA groups, inflammation and fibrosis did not increase and these scoresdid not change in addition to AMI (p>0.05). Degeneration scores in IDA-5 group were higher than control(p<0.001) and IDA-2.5 groups (p<0.005). The use of alone AMI induced degeneration and inflammation(p<0.001), when compared to controls. Apoptosis scores in IDA-5 group were higher than control (p<0.005) andIDA-2.5 (p<0.05). There was no significant difference between IDA-5+AMI and control groups (p>0.05). Butapoptosis scores in IDA-5+AMI were than IDA-5 group (p<0.05). Calcium deposits were not seen in any rat andAMI did not effect calcium deposits (p>0.05).Conclusions: Lipid peroxidation played a role in mitoxantrone-induced acute cardiotoxicity in rats. Myocardiumincreased catalase and GSH levels to protect from both lipid peroxidation and the harmful effects of oxygen freeradicals. Mitoxantrone caused histopathological inflammation, degeneration, fibrosis, and apoptosis inmyocardium. AMI may prevent mitoxantrone-induced acute cardiotoxicity, decreasing lipid peroxidation andincreasing catalase and GSH levels. However IDA did not effect lipid peroxidation, the preventive enzymes, andGSH with the exception of apoptosis induction. Idarubicin-induced acute cardiotoxicity may result fromdifferent mechanisms. AMI may be partially effect on Idarubicin, increasing GSH levels and decreasingapoptosis.Key words: Amifostine, idarubicin, cardiotoxicity, mitoxantrone, rat