Rotenon ile indüklenen In Vitro Parkinson hastalığı modelinde hücre iskelet elemanlarının düzenlenmesi üzerine metforminin etkisi
Effect of metformin on regulation of cytoskeletal elements in a rotenoneınduced In Vitro model of Parkinson's disease
Yazar: EKİN GÜZİDE SAYILGAN SAK
Danışman: PROF. DR. DİDEM TURGUT COŞAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Başlık: Rotenon ile indüklenen in vitro Parkinson hastalığı modelinde metforminin, hücre iskelet elemanlarının düzenlemesi üzerine etkisi
Amaç: Parkinson hastalığı gibi bazı nörodejeneratif hastalıklarda hücre sitozolündeki hücre iskelet elemanları yeniden düzenlenir. Sirtuin (SIRT) ailesi genlerinin nörodejeneratif hastalıklar ile bağlantısı olduğu ortaya koyulmuştur. Metformin, doğrudan SIRT1-aktive edici bir bileşiktir. Etkisini beyinde dopamine çevrilerek gösteren levodopa, Parkinson hastalığında semptomları hafifletmek için kullanılır. Bu çalışmada, metforminin hücre iskeleti elemanlarının stabilizasyonu ve oluşan agregatlar üzerinde olumlu bir etkisinin olup olmadığını ortaya koymak ve levodopa'nın etkisi ile karşılaştırmak amaçlanmaktadır.
Yöntem: Bu çalışmada, SH-SY5Y hücre hattında rotenon ile Parkinson hastalığı modeli oluşturuldu. Hücrelere uygulanan maddelerin IC50 değeri belirlendi ve deneylere uygun konsantrasyon ile devam edildi. RA ile farklılaştırılan ve farklılaştırılmayan hücrelerde hastalık modeli oluşumu ardından metformin, levodopa ve ikisinin kombinasyonu verildi. Hücrelerde çoğalma ve canlılık belirlendi. RNA izolasyonu yapılarak, cDNA'larda Real Time PCR yöntemiyle kofilin, CRMP2, SIRT1, NFL, RhoA, alfa-sinüklein, TAU, ROCK2 ekspresyonları belirlendi. ELISA yöntemi uygulanarak kofilin, ROCK2, alfa sinüklein, TAU, NFL ve CRMP2'nin protein düzeyi belirlendi.
Bulgular: ROT ile oluşturulan hastalık modellerinde hücrelere metformin ve levodopa verilmesi sonucunda gen ekspresyon seviyelerinde alfa sinüklein (p<0.05), kofilin (p<0.01), ROCK2'de azalış olduğu gözlenmiştir. Hastalık gruplarına metformin uygulanması sonucunda ölçülen protein seviyelerinde; alfa sinüklein ve NFL'de azalış olduğu belirlenmiştir.  
Sonuç: Hücrelerde Parkinson hastalığı modelinde metformin uygulanmasının bazı gen ve proteinler üzerinde olumlu etkisinin olduğu, bazı gen ve proteinler üzerinde ise değişiklik yaratmadığı gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre Rho-ROCK yolağı ve alfa sinüklein, hücre iskeleti ve Parkinson hastalığının iki kilit noktasıdır ve bu çalışmada önemi vurgulanmıştır.

Abstract:
Title: Effect of metformin on regulation of cytoskeletal elements in a rotenone-ınduced ın vitro model of Parkinson's disease
Aim: In some neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, cytoskeletal elements in the cell cytosol are rearranged. Sirtuin (SIRT) family genes have been shown to be associated with neurodegenerative diseases. Metformin is a direct SIRT1-activating compound. Levodopa, which shows its effect by converting to dopamine in the brain, is used to relieve symptoms in Parkinson's disease. In this study, it is aimed to reveal whether metformin has a positive effect on the stabilization of cytoskeletal elements and the aggregates formed, and to compare it with the effect of levodopa.
Method: In this study, a Parkinson's disease model was created with rotenone in the SH-SY5Y cell line. The IC50 value of the substances applied to the cells was determined and the experiments were continued with the appropriate concentration. Metformin, levodopa, and a combination of the two were administered, followed by disease model formation in RA-differentiated and undifferentiated cells. Cell proliferation and viability were determined. Cofilin, CRMP2, SIRT1, NFL, RhoA, alpha-synuclein, TAU, ROCK2 expressions were determined in cDNAs using Real Time PCR method by RNA isolation. The protein levels of cofilin, ROCK2, alpha synuclein, TAU, NFL and CRMP2 were determined by using the ELISA method.
Results: In disease models created with ROT, a decrease in gene expression levels of alpha synuclein (p<0.05), cofilin (p<0.01), ROCK2 was observed as a result of administration of metformin and levodopa to cells. It was determined that there was a decrease in protein levels, alpha synuclein and NFL measured as a result of administration of metformin to disease groups.
Conclusion: It was observed that the administration of metformin in cells in the Parkinson's disease model had a positive effect on some genes and proteins, but did not cause any changes on some genes and proteins. According to the results obtained, the Rho-ROCK pathway and alpha synuclein are the two key points of the cytoskeleton and Parkinson's disease, and their importance was emphasized in this study.