Multipl sklerozun progresif sürecinin dişi wistar sıçanlarda deneysel otoimmün ensefalomiyelit modeli ile incelenmesi ve pentoksifilinin etkileri
Investigation of the progressive process of multiple sclerosis using an experimental autoimmune encephalomyelitis model in female wistar rats and the effects of pentoxifylline
Yazar: BARIŞCAN ÇİMEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET YILDIRIM SARA
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Elektrofizyoloji = Electrophysiology ; Multipl skleroz = Multiple sclerosis

Özet:
Multipl skleroz (MS), santral sinir sisteminin primer demiyelinizan kronik bir hastalığı olup nörodejeneratif, inflamatuar ve otoimmün bileşenler barındırmaktadır. Deneysel otoimmün ensefalomiyelit (DOE) ise yaygın olarak kullanılan bir MS hayvan modelidir. MS'in progresif süreci, kortikal demiyelinizasyon ve nöropsikiyatrik semptomlar (NPS) ile ilişkilidir. Lipopolisakkarit (LPS), Toll-benzeri reseptör 4 (TLR4) agonisti olup kan beyin bariyeri (KBB) geçirgenliğini artırabilen bakteriyel bir endotoksindir. Pentoksifilin ise özgül olmayan fosfodiesteraz inhibisyon aktivitesi yanısıra TLR4 antagonizması yapabilmektedir. Bu çalışmada, Wistar albino dişi sıçanlarda miyelin oligodendrosit glikoprotein (MOG) ile immünizasyon sonrası LPS enjeksiyonu ile KBB geçirgenliğinin artırılıp, kortikal demiyelinizasyon ve NPS'ler ile karakterize kronik progresif MS modeli oluşturulması ve pentoksifilinin tedavideki yerinin ortaya konması amaçlandı. Sıçanların immünizasyonu, 100 µL hacimde 20 µg MOG antijeni ve eşit hacimli CFA (Freund'un tam adjuvanı) ile oluşturulan emülsiyonun kuyruk köküne subkütan enjeksiyonuyla yapıldı. KBB geçirgenliği evans mavisi protokolü ile, NPS'ler davranış testleri ile, demiyelinizasyon ve mikroglial aktivasyon immünohistokimyasal incelemeler ile, periferik sinir tutulumu in vivo elektrofizyolojide bileşik aksiyon potansiyeli (CAP) kayıtları ile değerlendirildi. 4 mg/kg LPS'nin KBB geçirgenliğini artırdığı gösterildi. MOG ile immünize sıçanlara üçüncü haftada LPS enjeksiyonu yapılmasıyla 70. güne kadar devam eden kronik progresif MS modeli elde edildi. Oluşturulan modelde depresyon-benzeri ve anksiyete-benzeri duygudurum, kognitif disfonksiyon, motor disfonksiyon ve mekanik allodini saptandı. Subpial korteks ve hipokampüste şiddetli olmak üzere yaygın gri cevher demiyelinizasyonu ve eşlik eden mikroglial aktivasyon belirlendi. Serum TNF-α seviyesinin yükseldiği ve periferik sinir elektrofizyolojisinde kronik süreçte refrakter periyodun uzadığı bulundu. Pentoksifilinin 2 haftalık 100 mg/kg günlük intraperitoneal dozunun allodini, depresyon-benzeri ve anksiyete-benzeri duygudurum tedavilerinde etkin olduğu belirlendi. Bu tez çalışması, bilinen DOE modeline üçüncü haftada LPS enjeksiyonunun eklenmesi sonucunda kortikal demiyelinizasyon ve NPS'ler ile seyreden kronik progresif MS modeli oluşturulabildiğini ve pentoksifilinin modelin NPS'lerinden özellikle depresyon, anksiyete ve ağrı üzerine tedavi edici etkisi olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Multiple sclerosis (MS) is a primary demyelinating chronic disease of the central nervous system with neurodegenerative, inflammatory, and autoimmune components. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a widely used animal model of MS. The progressive process of MS is associated with cortical demyelination and neuropsychiatric symptoms (NPSs). Lipopolysaccharide (LPS) is a Toll-like receptor 4 (TLR4) agonist and a bacterial endotoxin that can increase blood brain barrier (BBB) permeability. Pentoxifylline, in addition to its nonspecific phosphodiesterase inhibition, can also exhibit TLR4 antagonism. In this study, we aimed to create a chronic progressive MS model characterized by cortical demyelination and NPSs in Wistar albino female rats by increasing BBB permeability through LPS injection after immunization with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) and to reveal the effects of pentoxifylline in treatment. The immunization of the rats was performed by subcutaneous injection at the base of the tail with an emulsion of 20 µg MOG antigen in a volume of 100 µL and an equal volume of CFA (Complete Freund Adjuvant). BBB permeability was assessed using the evans blue assay, NPSs were evaluated through behavioral tests, demyelination and microglial activation were examined by immunohistochemistry, and peripheral nerve involvement was assessed via compound action potential (CAP) recordings in in vivo electrophysiology. 4 mg/kg LPS was shown to increase BBB permeability. MOG-immunized rats were injected with LPS at week 3, resulting in chronic progressive MS model that persisted until day 70. Depression-like and anxiety-like behaviors, cognitive dysfunction, motor dysfunction and mechanical allodynia were detected in the model. Widespread grey matter demyelination, predominantly severe in the subpial cortex and hippocampus, accompanied by microglial activation, were identified. Serum TNF-α levels were found to be increased and peripheral nerve electrophysiology showed a prolonged refractory period during the chronic process. Daily intraperitoneal dose of 100 mg/kg of pentoxifylline for 2 weeks was found to be effective in the treatment of allodynia, depression-like and anxiety-like behaviors. This thesis study demonstrated that the addition of LPS injection at week 3 to the classical EAE model can create a chronic progressive MS model with prominent cortical demyelination and NPSs, and pentoxifylline had a therapeutic effect on the NPSs of our model, especially depression, anxiety and pain.