Akut akciğer hasarında periferik benzodiazepin reseptör ligandlarının inflamasyon ve apoptoz üzerine etkileri
The effects of peripheral benzodiazepine receptor ligands on inflammation and apoptosis in acute lung injury
Yazar: BİLLUR BORAN
Danışman: PROF. DR. EMİNE YILMAZ SİPAHİ
Bülent Ecevit Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akciğer = Lung ; Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Alfa naftiltiyoüre = Alpha naphthylthiourea ; Apoptozis = Apoptosis ; Benzodiazepinler = Benzodiazepines ; Plevral efüzyon = Pleural effusion ; Reseptörler = Receptors ; Solunum sıkıntı sendromu = Respiratory distress syndrome ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Bu çalışma, selektif periferik benzodiazepin reseptör agonisti, 4'-klorodiazepamın
(Ro 5-4864), α-naftiltiyoüre (ANTU) ile oluşturulan akut akciğer hasarındaki
inflamasyon ve apoptoz üzerine etkilerini araştırmak amacıyla planlanmıştır.
Sıçanlara; ANTU 10 mg/kg dozunda intraperitoneal olarak verilmiş, ANTU
uygulamasından 4 saat sonra akut akciğer hasarı gelişimi incelenmiştir. Ro 5-4864
sıçanlara, ANTU'dan 30 dakika önce 2 ve 4 mg/kg i.p. olarak uygulanmış ve akut
akciğer hasarı üzerine olan olası koruyucu etkileri incelenmiştir. ANTU
uygulamasından 4 saat sonra göğüs kafesi açılmış, plevral efüzyon mayi toplanmış,
akciğer ağırlığı ölçülmüş ve akciğer dokusunun histopatolojik incelemeleri
yapılmıştır. Akciğer dokusunda iNOS, TNF- α, periferik benzodiazepin reseptörü,
kaspaz-3 immünohistokimyasal boyama çalışmaları yapılmıştır. Serum
numunelerinde ise, IL-1α, IFN-γ ve MCP-1 düzeyleri ELISA metoduyla ölçülmüştür.
Akciğer dokusunda Annexin V/propidium iodide boyaması ile apopitoz
değerlendirmesi yapılmıştır.
ANTU ile oluşturulan akut akciğer hasarı modelinde, selektif periferik benzodiazepin
reseptör agonisti Ro 5-4864, 2 ve 4 mg/kg dozlarında, akciğer ağırlığı/vücut ağırlığı
(AA/VA) oranlarında azalmaya neden olmuştur fakat bu azalma sadece 2 mg/kg
dozunda istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Ro 5-4864, kullanılan her iki
dozunda da efüzyon gelişimini (PE/VA) istatiksel anlamlı düzeyde azaltmış ve
efüzyon gelişimine karşı koruyuculuk sağlamıştır.
Histopatolojik incelemede, ANTU grubundaki hasarda, Ro 5-4864'ün her iki dozda
da inflamasyon üzerinde koruyucu etkinlik gösterdiği, hemorajiyi ise sadece 2 mg/kg
dozunda anlamlı oranda azalttığı saptanmıştır.
İmmünohistokimyasal analizler incelendiğinde, Ro 5-4864'ün ANTU grubunda,
iNOS immünohistokimya boyanması üzerinde anlamlı bir koruyuculuk etkisinin
olmadığı, TNF boyanmasını her iki dozda da anlamlı düzeyde azalttığı, kaspaz-3
boyanmasını 2 mg/kg dozunda azalttığı, PBR boyanmasını her iki dozda da azalttığı
saptanmıştır.
Serum örneklerinde çalışılan IL-1 ve IFN-γ düzeyleri, gruplar arasında farklılık
göstermemiştir. MCP-1 düzeyleri ANTU grubunda artış göstermiş ve bu artış 2 ve 4
mg/kg dozundaki Ro 5-4864 ile istatistiksel anlamlı düzeyde azalmıştır. Apoptoz
açısından değerlendirme yapıldığında, ANTU grubunda anlamlı oranda nekroz
gözlendiği, 2 ve 4 mg/kg dozlarındaki Ro 5-4864'ün bu duruma karşı anlamlı oranda
koruyuculuk gösterdiği izlenmiştir.
Sonuç olarak, selektif periferik benzodiazepin reseptör agonisti Ro 5-4864, ANTU
ile oluşturulan akciğer hasarı ve efüzyon gelişiminde koruyucu etki göstermiştir. Bu
sonuçlar, benzodiazepinlerin, santral sinir sistemindekilerden farklı olarak periferde
yerleşmiş olan reseptörleri aracılığıyla, akciğer hasar mekanizmalarını etkileyerek
koruyucu etki gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Periferik benzodiazepin
reseptörlerinin doku hasarı ve inflamasyon üzerinde gösterilen bu olumlu ve
koruyucu etkileri, onların akciğer hastalıklarında potansiyel bir ilaç olabilmelerine
olanak sağlayacaktır.

Abstract:
This study was designed to investigate the effects of selective peripheral
benzodiazepine receptor agonist 4'-chlorodiazepam (Ro 5-4864) on inflammation
and apoptosis in acute lung injury induced by α-naphthylthiourea (ANTU). ANTU is
applied to rats at 10 mg/kg dose via intraperitoneally. Development of acute lung
injury has been investigated 4 hours after ANTU. Injection of ANTU (10 mg/kg i.p.)
produced pulmonary edema as indicated by an increase in lung weight/body weight
ratio (LW/BW) and pleural effusion (PE) reaching a maximum within 4 h in rat. Ro
5-4864 (2 and 4 mg/kg, i.p.) carried out to rats 30 min prior to ANTU. After 4 hours,
the thorax was opened and pleural effusion was carefully collected by suction and
lung weight was measured and hispathological examination of the lung tissue was
conducted. In both groups, iNOS, TNF-α, peripheral benzodiazepine receptor,
caspas-3 immunohistochemical staining applied to the lung tissue. In serum samples
IL-1 α, IFN-γ ve MCP-1 levels are measured by ELISA method. Through Annexin
V/propidium iodide staining, apoptosis assessment is made on the lung tissue.
In acute lung damage model induced by ANTU, selective peripheral benzodiazepine
receptor agonist caused a decrease in the lung weight/body weight (LW/BW) ratio at
the doses of 2 ve 4 mg/kg Ro 5-4864. However, it is only considered statistically
different in 2 mg/kg dose. Ro 5-4864 has decreased the effusion development
(PE/VA) in statistically different levels in both doses and provided protection against
the development of effusion.
In histopathological assessment, it is observed that Ro 5-4864 has displayed
protective activity on the inflammation at both doses, whereas reduced the
hemorrhage at statistically different levels only at 2 mg/kg dose. When
immunohistochemical analyses were considered, it is detected that Ro 5-4864 has no
statistically different protective effect on iNOS in ANTU group. Significantly
reduced the TNF and PBR at both doses in ANTU group, and reduced caspase-3 in
ANTU group at only 2 mg/kg dose.
IL-1 and IFN gamma levels did not display any difference between the groups.
MCP-1 levels has increased in ANTU group and such increase reduced at
statistically different levels with Ro 5-4864 at 2 and 4 mg/kg doses. When assessed
with respect to apoptosis, necrosis were observed in ANTU group, and Ro 5-4864 at
the doses of 2 and 4 mg/kg was found to provide protection atstatistically different
levels against such situation.
In conclusion selective peripheral benzodiazepine receptor agonist Ro 5-4864
displayed a protective effect in lung damaged caused by ANTU and effusion
development. These results shows that benzodiazepines may display protective effect
over the lung damage mechanisms through their peripheral receptors located at
periphery as different from those located at central nervous system. This positive and
protective effect of peripheral benzodiazepine receptors on tissue damage and
inflammation will enable them to be used as a potential medication in lung diseases.