Propofol ardkoşullaması ile mekanik iskemik ardkoşullamanınböbrek iskemi reperfüzyon hasarı  üzerine etkileri ve piroptozun rolü
Effects of propofol preconditioning and mechanical ischemic preconditioning on renal ischemia-reperfusion injury and the role of pyroptosis
Yazar: SAİT FATİH ÖNER
Danışman: PROF. DR. ENGİN ŞAHNA
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Farmakoloji ve Klinik Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Böbrek iskemi reperfüzyon (IR) hasarı, arteriyel oklüzyon, şok ve organ transplantasyonunun bir sonucudur ve akut böbrek yetmezliği, gecikmiş greft fonksiyonu ve renal greft reddinin önemli bir nedeni olarak kabul edilir. Gecikmiş greft fonksiyonunun önlenmesine yönelik stratejiler bu nedenle transplantasyonda önemli bir konu haline gelmiştir. Dolayısıyla organların iskemi hasarı tolere etme kabiliyetini geliştirebilmek önemlidir. İskemik ardkoşullama (PostC), uzun süreli iskemiyi takiben, endojen koruyucu mekanizmaları tetiklemek için, reperfüzyon sırasında kısa iskemi siklusları uygulama prensibine dayanır.  
Çalışmamızda IR hasarında inflamatuar sinyal moleküllerinin ve inflamasyona bağlı hücre ölüm şekli olan piroptozun rolünün incelenmesi amaçlandı. Ayrıca mekanik iskemi ardkoşullanması ile propofol ardkoşullanmasının bu inflamatuvar hücre ölüm yolağı üzerine etkileri karşılaştırıldı. 
Spraque Dawley cinsi, 250-280 gr ağırlığında 40 adet erkek sıçan randomize 5 gruba ayrıldı. Sıçanlara sağ nefrektominin ardından sol renal arter oklüzyonu yapıldıktan sonra, 60 dk iskemi, 24 saat reperfüzyon uygulandı. PostC, reperfüzyon başlangıcında 6 siklus 10 sn reperfüzyon/10 sn iskemi şeklinde uygulandı. Propofol 25 mg/kg reperfüzyonun hemen başında i.p. olarak verildi. İnflamatuar sinyal molekülleri NF-κB, TNF-α, IL1-β, IL-6, IL-10 ve inflamasyona bağlı oluşan hücre ölümü piroptoz göstergesi gasdermin düzeyleri Western blot ile analiz edildi. Ayrıca histopatolojik değişiklerde belirlendi.
İncelenen İnflamatuar molekül düzeylerindeki IR ile artış anlamlıyken, PostC ve propofol uygulamalarında ise IR ile karşılaştırıldığında bu artışı anlamlı olarak azalttı. Gasdermin düzeylerindeki artış kontrol grubuna göre IR de anlamlıydı. PostC ve propofol uygulamaları ise bu artışı anlamlı azalttı. Histopatolojik değişikler IR ile arttı ve tedavi uygulamaları ile azaldı.
Bulgularımız, IR hasarında inflamatuvar yolağın ve inflamasyona bağlı hücre ölüm şekli piroptozun rolünü ve mekanik iskemik ardkoşullanma ve propofol ile farmakolojik ard koşullanmanın, bu yolakları etkileyerek koruyucu olabileceğini göstermiştir. 
IR hasarının ortaya çıktığı arteriyel oklüzyon, şok ve organ transplantasyonu gibi durumlarda, iskemi ardkoşullama ve propofol, inflamatuvar yolakları düzenleyip piroptozu azaltarak akut böbrek yetmezliği,  gecikmiş greft fonksiyonu ve renal greft reddini önleyebileceği ve klinik olarak test edilebileceği düşünülebilir. Klinikte anestezik olarak kullanılan propofolünde mekanik iskemi ardkoşullanmaya benzer (daha koruyucu) terapotik etkileri ile farmakolojik ardkoşullanma yapabilen ajan olabileceği düşünülebilir, organ transplantasyonu gibi IR hasarı olabilecek durumlarda anestezik madde olarakta tercih edilebilir.

Abstract:
Renal ischemia-reperfusion (IR) injury occurs as a consequence of arterial occlusion, shock, and organ transplantation, leading to significant problems such as acute kidney injury, delayed graft function, and renal graft rejection. Strategies to prevent delayed graft function have thus gained importance in transplantation. Hence, augmenting organs' ability to withstand ischemic injury is crucial. Ischemic postconditioning (PostC) is based on the concept of inducing endogenous protective mechanisms by applying short cycles of ischemia during reperfusion following prolonged ischemic periods.
In this study, we aimed to investigate the role of inflammatory signaling molecules and pyroptosis, the form of cell death associated with inflammation, in IR injury. Furthermore, we compared the effects of mechanical ischemic postconditioning and propofol postconditioning on this inflammatory cell death pathway.
A total of 40 male Sprague-Dawley rats weighing 250-280 g were randomized into 5 groups. After performing a right nephrectomy, left renal artery occlusion was performed and was followed by 60 minutes of ischemia and 24 hours of reperfusion. PostC was applied as 6 cycles of 10 seconds reperfusion/10 seconds ischemia at the onset of reperfusion. Propofol at a dose of 25 mg/kg was intraperitoneally administered immediately before reperfusion. Inflammatory signaling molecules (NF-κB, TNF-α, IL1-β, IL-6, IL-10) and the pyroptosis indicator, gasdermin, were analyzed using Western blot. Histopathological alterations were also assessed.
Levels of inflammatory molecules (NF-κB, TNF-α, IL1-β, IL-6, IL-10) significantly escalated with IR. However, PostC and propofol interventions significantly decreased this escalation. The pyroptosis indicator, gasdermin levels exhibited a marked increase in IR compared to the control group, which was attenuated by PostC and propofol treatments. Histopathological changes (tubular necrosis, tubular protein content, edema, hemorrhage, inflammation, glomerular shrinkage, glomerular fluid retention) augmented with IR but were decreased with the intervention measures.
These findings underscore the role of the inflammatory pathway and pyroptosis in IR injury and suggest that mechanical ischemic postconditioning and propofol pharmacological postconditioning may offer protective effects by modulating these pathways. In scenarios involving IR injury such as arterial occlusion, shock, and organ transplantation, ischemic postconditioning and propofol may reduce inflammation and pyroptosis, potentially averting acute kidney injury, delayed graft function, and renal graft rejection. The anesthetic propofol, with therapeutic effects similar to mechanical ischemic postconditioning (even more protective), could potentially serve as a suitable pharmacological preconditioning agent, and its application as an anesthetic in situations involving IR injury, such as organ transplantation, may be considered."