Deneysel gaucher hastalığı fare modelinde inflamasyon parametrelerinin histolojik olarak incelenmesi
Histological investigation of inflammation parameters in experimental gaucher disease mouse model
Yazar: RUKİYE KAYA
Danışman: PROF. DR. BİZDEN SABUNCUOĞLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Gaucher Hastalığı, hepatomegali, splenomegali, sitopeni gibi sistemik klinik belirtilerle karakterizedir ve hastalığın fenotipine bağlı olarak birincil merkezi sinir sistemi (CNS) tutulumu vekemik hastalıkları görülebilir. Bu, kromozom 1q21'deki GBA genindeki mutasyonların neden olduğu nadir otozomal resesif lizozomal depo hastalığıdır. Bu mutasyonlar, β-glukosidaz (GBA) aktivitesinde azalmaya yol açarak, lizozomlarda glukozilsereamidlerin birikmesine neden olur. Bu birikim, normal hücresel fonksiyonu bozar ve sistemik inflamasyona yol açar. 

Araştırmamızda, inflamasyon ve Gaucher Hastalığı arasındaki ilişkiyi organizma düzeyinde aydınlatmayı ve inflamazom inhibisyonunun morfolojik düzeydeki belirtilerini incelemeyi amaçladık. Beş günlük farelerden oluşan deney grupları üç gruba ayrıldı: Kontrol grubu (PBS), CBE grubu ve CBE+MCC950 grubu. NLRP3 İnflamazom ekspresyon seviyesi, NLRP3 ve IL-1β'nin immünohistokimyasal analiziyle ortaya kondu. Yarı ince Araldite kesitlerde Toluidin Mavisi boyaması, NLRP3, Iba1 ve GFAP immünohistokimyasal boyama yapılarak CBE ve CBE+MCC950 gruplarındaki morfolojik farklılıklar analiz edildi. CBE ve CBE+MCC950 gruplarında kontrol grubuna göre NLRP3 ve IL-1β ekspresyonunda anlamlı artış gözlenirken, GFAP ve Iba1 ekspresyonunda artış ile astrogliozis ve aktif mikroglialar görüntülendi. Bununla birlikte yarı ince kesitlerde PAS boyaması ile mikroglia ve doku makrofajları görüntülendi. İnce kesitlerde TEM görüntülemede sitoplazmada vakuolizasyon, çekirdekte vakuolizasyon, damar yapısında daralma, perivasküler alanda vakuolizasyon, mitokondriyon anomalisi gibi anomali bulgularına rastlandı. Her iki grubun yarı ince kesitlerinin immünohistokimyasal analizi, nöron, astrosit ve mikroglia'daki ekspresyon desenini ortaya koymaktadır. 

Sonuç olarak Gaucher Hastalık modelinde hastalığın gelişimine bağlı olarak ortaya çıkan inflamasyon parametreleri morfolojik olarak literatüre kazandırıldı. Bu süreçte NLRP3 ekspresyonunda artışın hastalığın nörodejeneratif sürecinde rol oynayabileceği sonucuna varıldı.

Abstract:
Gaucher Disease is characterized by systemic clinical manifestations such as hepatomegaly, splenomegaly, and cytopenia, with potential primary central nervous system (CNS) involvement and bone diseases depending on the disease phenotype. It is a rare autosomal recessive lysosomal storage disease caused by mutations in the GBA gene on chromosome 1q21. These mutations lead to a decrease in β-glucosidase (GBA) activity, resulting in the accumulation of glucosylceramides in lysosomes. This accumulation disrupts normal cellular function and leads to systemic inflammation.

In our study, we aimed to elucidate the relationship between inflammation and Gaucher Disease at the organism level and examine the morphological signs of inflammasome inhibition. Experimental groups consisting of five-day-old mice were divided into three groups: the control group (PBS), the CBE group, and the CBE+MCC950 group. The expression level of the NLRP3 inflammasome was determined through immunohistochemical analysis of NLRP3 and IL-1β. Morphological differences in the CBE and CBE+MCC950 groups were analyzed by Toluidine Blue staining on semi-thin Araldite sections, as well as NLRP3, Iba1, and GFAP immunohistochemical staining. A significant increase in NLRP3 and IL-1β expression was observed in the CBE and CBE+MCC950 groups compared to the control group. Additionally, increased GFAP and Iba1 expression indicated astrogliosis and activated microglia. Furthermore, microglia and tissue macrophages were visualized through PAS staining in semi-thin sections. TEM imaging of thin sections revealed anomalies such as cytoplasmic vacuolization, nuclear vacuolization, narrowing of vascular structures, perivascular vacuolization, and mitochondrial anomalies. Immunohistochemical analysis of semi-thin sections in both groups demonstrated expression patterns in neurons, astrocytes, and microglia.

In conclusion, the morphological documentation of inflammation parameters associated with disease progression in the Gaucher Disease model was contributed to the literature. It was concluded that the increase in NLRP3 expression might play a role in the neurodegenerative process of the disease.