Radyasyona bağlı kardiotoksisitenin erken tespitinde tenasin c biyobelirtecinin yeri ve toksisitenin önlenmesinde melatonin dozunun oksidasyon belirteçleri eşliğinde değerlendirilmesi
The place of tenacin c biomarker in the early detection of radiation-induced cardiotoxicity and the evaluation of melatonin dose in the prevention of toxicity in the presence of oxidation markers
Yazar: ECEM DEMİR
Danışman: PROF. DR. HİDAYET FAZİLET DİNÇBAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology

Özet:
Amaçlar: Çalışmamızdaki birincil amaç sıçanlarda radyasyona bağlı kalp hasarı modeli oluşturarak, kronik dönemde gelişen kardiyak toksisitenin erken tanısında hasarlı kalp dokusuna özgü bir biyobelirteç olan Tenasin-C'nin etkinliğini araştırmaktır. Diğer bir amaç ise radyasyona bağlı kalp hasarı gelişimini önlemede etkinlikleri daha önce karşılaştırılmamış olan 5, 50 ve 100mg/kg melatonin dozları arasındaki antioksidan/radyoprotektif özellikleri değendirerek en ideal tedavi dozu hakkında yeni bilimsel veriler sağlamak.
Gereç ve Yöntem: Deneyde toplam 45 adet erişkin erkek Sprague-Dawley sıçanı (200-300g) kullanıldı ve eşit sayıda beş gruba ayrıldı. Birinci gruba (kontrol grubu) 1 ml salin solüsyonu intraperitoneal olarak verildi. İkinci gruba anestezi eşliğinde simülasyon BT çekildi. Kalp volümü konturlandı ve 3 boyutlu konformal radyoterapi planlaması yapıldı. İntraperitoneal 1 ml salin verilmesinden 30 dakika sonra 1 fraksiyonda 12 Gy radyoterapi bolus kullanılarak uygulandı. 3. 4. ve 5. Gruplar aynı şekilde ışınlanırken salin yerine radyoterapiden 30 dakika önce 3. Gruba 100mg/kg, 4. Gruba 50 mg/kg, 5. Gruba 5 mg/kg dozunda melatonin verildi. Sekiz hafta sonra miyokardiyal erken hasarı tespit etmek için Tenasin C belirtecinin düzeyleri incelendi. En ideal melatonin dozunun tespiti için gruplar arasındaki protein oksidasyon, lipid peroksidasyon, glikooksidasyon, enzimatik olmayan redoks homeostazı biyobelirteçleri düzeylerine bakıldı. Ayrıca kalp dokusundaki hasar ve fibrosis histopatolojik olarak incelendi.
Bulgular: Erken kardiyak hasarı öngörmede Tenasin C'nin sadece RT alan sıçanlarda (grup 2) etkin olduğu görüldü. Melatonin uygulanan gruplarda ise 5 mg/kg dozunun protein oksidasyonunu ve lipid peroksidasyonunu önlemede etkili olduğu tespit edildi. Düşük doz ve orta doz melatonin grubunda ileri glikasyon son ürünleri düzeyleri sadece RT grubuna (Grup 2) kıyasla anlamlı olarak daha düşük bulunurken yüksek dozda bir farka rastlanılmadı. Cu, Zn süperoksid dismutaz aktivitesi, demir iyonu indirgeyici antioksidan güç ve total tiyol grupları gibi antioksidan belirteçler değerlendirildiğinde ise düşük doz melatoninin bu parametrelerde anlamlı artışa yol açtığı, orta düzey melatonin ve yüksek doz melatonin uygulamasının ise süperoksit dismutaz aktivitesinde artışa yol açtığı görüldü. Hematoksilen ve eosin ile boyanmış kalp dokularının semi-kantitatif değerlendirilmesinde melatonin uygulanan tüm
VI
gruplarda hasarın önemli ölçüde iyileştiği ve kontrol grubu ile istatistiksel bir farkın olmadığı tespit edildi.
Sonuç: Kardiyak hasarı erken evrede tespit edebilmede Tenasin C'nin etkin ve kullanılabilir olduğu görüldü. Bunun yanında, çalışmamız torasik radyoterapi uygulanan sıçanlarda radyoterapiden 30 dk önce 5mg/kg melatonin uygulayarak kardiyak hasar gelişmesini önlemek veya gelişecek hasarı azaltmanın mümkün olduğunu düşündürmektedir.

Abstract:
Aim: To investigate the efficacy of Tenasin-C marker in the early diagnosis of cardiac toxicity after thoracic radiotherapy (RT) in rats and to provide new data on the dose of melatonin, an antioxidant/radioprotective agent.
Material and Method: A total of 45 adult male Sprague-Dawley rats (200-300 g) were used in the experiment and divided equally into five groups. The first group (control group) received 1 ml saline solution intraperitoneally.  The second group underwent simulation CT scan under anesthesia.  Heart volume was contoured and 3D conformal radiotherapy planning was performed. Thirty minutes after intraperitoneal administration of 1 ml saline, 12 Gy radiotherapy was administered in 1 fraction using a bolus.  While the 3rd-4th and 5th groups were irradiated in the same way, melatonin was given at a dose of 100 mg/kg in the 3rd group, 50 mg/kg in the 4th group and 5 mg/kg in the 5th group 30 minutes before radiotherapy instead of saline. Eight weeks later, Tenasin C levels were analyzed between groups to detect early myocardial damage. Protein oxidation, lipid peroxidation, lipid peroxidation, glycooxidation, non-enzymatic redox homeostasis biomarkers and histologic damage in the heart were analyzed to determine the effective melatonin dose. 
Results: Tenasin C, which was tested as a marker of early cardiac damage, was found to be higher in the group that received RT only to the heart (Group 2) at the end of the 8-week follow-up. 5 mg/kg melatonin administration was effective in preventing protein oxidation and lipid peroxidation. The levels of advanced glycation end products were significantly lower in the low dose and medium dose melatonin groups compared to the RT group, while no difference was found in the high dose group. When antioxidant markers such as Cu, Zn superoxide dismutase activity, iron ion reducing antioxidant power and total thiol groups were evaluated, it was observed that low dose melatonin caused a significant increase in these parameters, whereas moderate melatonin and high dose melatonin administration caused an increase in superoxide dismutase activity. Semi-quantitative evaluation of hematoxylin and eosin stained heart tissues showed that the heart damage was  reversed in all groups treated with melatonin. 
Conclusion: Tenasin C is effective in detecting cardiac damage at an early stage and it is possible to prevent or reduce cardiac damage by administering 5mg/kg melatonin to rats undergoing thoracic RT before RT.