İnsan diz eklem kıkırdak hasarlanmasında (osteoartrit) apoptozun rolünün diyabet ve mekanik yüklenme üzerinden incelenmesi
Determination the role of apoptosis on cartilage injury (osteoarthritis) in human KNEE joint chondrocytes through diabetes and mechanical loading
Yazar: MURAT TOKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. FİGEN ÇİÇEK
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Biyofizik = Biophysics ; Biyomekanik = Biomechanics ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diz eklemi = Knee joint ; Kondrositler = Chondrocytes ; Kıkırdak hastalıkları = Cartilage diseases ; Kıkırdak-artiküler = Cartilage-articular ; Obezite = Obesity ; Osteoartrit-diz = Osteoarthritis-knee

Özet:
İnsan Diz Eklem Kıkırdak Hasarlanmasında (Osteoartrit) Apoptozun Rolünün Diyabet ve Mekanik Yüklenme Üzerinden İncelenmesi
İnsanlarda en sık görülen ve özellikle yaşlılarda en büyük kronik sakatlık sebebi olan osteoartirit, eklem dokusunun parçalanması ve onarımı arasındaki denge bozulduğunda oluşur. Kondrosit apoptozunun osteoartrit'in (OA) ilerlemesinde merkezi bir rolü olduğu bilinmekle birlikte, mekanizması tam olarak aydınlatılmamıştır. Dolayısıyla bu tez çalışmasının amacı insan eklem kıkırdağında diyabet ve mekanik yüklenme (obezite) nedeniyle oluşan osteoartrit'teki apoptotik sinyal yolaklarını biyomoleküller aracılığı ile inceleyerek, apoptoz ile osteoartrit arasındaki bağlantıyı kıkırdağa gelen yük miktarı üzerinden tanımlamak olmuştur. 
Çalışmada total diz protezi ameliyatlarından eksizyon materyali olan örnekler kullanıldı. OA'lı hastalar Vücut Kitle İndekslerine (VKİ) göre gruplara ayrıldı. Ayrıca çalışmamızda diyabetli (DM) hastaların da örnekleri alınarak, apoptoz için pozitif kontrol grubu oluşturuldu. Ardından diyabetli hastalar da yine VKİ'lerine göre ayrılarak dört farklı araştırma grubu elde edildi: Hafif Kilolu (HK), DM+HK, Obez ve DM+Obez. Çalışmada dokulardan lizatlar hazırlandı ve Bcl-2, kaspaz-3 ve CAMK II protein aktivasyonları western blot yöntemi ile ölçüldü. CAMK II proteinini kodlayan gen ekspresyon seviyelerindeki değişimler ise gerçek zamanlı PCR yöntemi ile belirlendi.
Tez çalışmamızda kaspaz-3 protein ekspresyonunun HK grubuna göre bütün gruplarda arttığı gözlendi. Bununla beraber Bcl-2 ve CAMK proteinlerinin de tüm gruplarda arttığı (DM, DM+Obez, Obez), ancak Obez ve DM+Obez gruplarında artışın daha fazla olduğu görüldü. 

Bu veriler ışığında, insan diz kıkırdağında gelişen OA'da, metabolik hastalıkların kondrosit apoptozunu arttırdığını gözlemledik. Bununla birlikte Bcl-2 ve CAMKII aktivasyonundaki artış, DM ve obezite gibi hastalıklarda apoptoza karşı olan anabolik süreçlerin, katabolik süreçlere rağmen hala devam ettiğini göstermiştir. Bcl-2 ve CAMKII aktivasyonunun obezitede DM'ye göre daha fazla olması ise, mekanik yüklenme sonucu oluşan OA'da daha aktif bir anabolik sürecin olduğunu işaret etmektedir.


Anahtar Sözcükler: Apoptoz, CAMK, Kondrosit, Obezite, Osteoartrit

Abstract:
Determination The Role of Apoptosis on Cartilage Injury (Osteoarthritis) in Human Knee Joint Chondrocytes Through Diabetes and Mechanical Loading
Osteoarthritis (OA), which is the most common cause of chronic disability in humans, especially in the elderly, occurs when the balance between joint disintegration and repair is disrupted Although apoptosis of chondrocyte is the main factor in the development of osteoarthritis, its mechanism is unknown yet. Therefore, the main aim of the present study was to determine apoptotic signal pathways by biomolecular markers in osteoarthritis caused by diabetes and mechanical loading (obesity) in human articular cartilage and to define the relationship between apoptosis and osteoarthritis through the amount of load on cartilage.
In the present study, samples with excision material from total knee replacement were used. OA patients were divided into groups according to their body mass index (BMI). In addition, samples belong to diabetes (DM) patients were also taken in our study, and a positive control group was formed for apoptosis. Then, patients with diabetes were also separated according to their BMIs and four different groups were constructed as Light Weight (LW), DM+LW, Obese and LW+Obese. In the study, lysates were prepared from tissues, and Bcl-2, caspase-3 and CAMK II protein activations were measured by western blot method. Changes in gene expression levels encoding CAMKII protein were determined by real-time PCR method.
In our thesis study, it was observed that caspase-3 protein expression increased in all groups compared to the LW group. In addition, Bcl-2 and CAMK proteins were also increased in all groups (DM, DM+Obese, Obese), but the increase in the Obese and DM+Obese groups were highest.

In the light of these data, we observed that chondrocyte apoptosis was increased by metabolic diseases in human knee cartilage osteoarthritis. However, the increase in Bcl-2 and CAMKII activation showed that anabolic processes against apoptosis still continue despite catabolic processes in diseases such as DM and obesity. The fact that Bcl-2 and CAMKII activation is higher in obesity than in DM indicates that there is a more active anabolic process in OA caused by mechanical loading.


Keywords: Apoptosis, CAMK, Chondrocytes, Obesity, Osteoarthritis