Işınlanmış sıçan larenks mukozasında n-asetilsistein'in radyoprotektif ve antiinflamatuar etkilerinin histopatolojik ve biyokimyasal olarak değerlendirilmesi
Histopathological and biochemical evaluation of  the radioprotective and antiinflammatory effects of n-acetylcysteine in irradiated rat larynx mucosa
Yazar: MUSTAFA ESER
Danışman: DOÇ. DR. ÇİĞDEM TEPE KARACA
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Haydarpaşa Numune Eğt. ve Arş. Hastanesi / Kulak Burun Boğaz ve Baş-Boyun Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat)

Özet:
GİRİŞ: Hem larengeal kanser hem de radyoterapinin sağlıklı dokuda yol açtığı mukozal hasar, mukoza atrofisi ve fibrozis, ses kısıklığı ve disfaji gibi lokal doku hasarı ile ilişkili semptomlarda şiddetlenmeyle sonuçlanabilmektedir. Hayat kalitesini doğrudan etkileyen semptomların palyasyonu amacıyla hem larenks kanseri hem de radyoterapi etkisiyle meydana gelen doku hasarının engellenmesi, klinisyenlerin larengeal kanserlerde cerrahi ve cerrahi dışı tedaviler haricindeki en önemli tedavi hedeflerini oluşturmaktadır. NAC (N-asetilsistein)'ın primer kullanım hedefleri antioksidan ve antiinflamatuar aktivitesi ile ilişkili olsa da, NAC'ın farklı fizyolojik koşullarda antioksidan ve sitoprotektif kapasitesini hangi mekanizmalar aracılığıyla uyguladığı henüz tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır.
Çalışmamızın amacı antioksidan, antiinflamatuar ve radyoprotektif etkilere sahip NAC'ın baş-boyun radyoterapisine sekonder gelişen doku hasarına etkisinin incelenmesidir. Bu amaçla NAC'ın larenks dokusunda meydana getirdiği biyokimyasal ve histopatolojik etkilerin sağlıklı kontrol grubu, radyasyon uygulanan grup, NAC'ın radyasyon öncesi ve radyasyon sonrası uygulanan olmak üzere dört farklı sıçan grup aracılığıyla karşılaştırmalı bir şekilde incelenmesi hedeflenmiştir. 
  GEREÇ VE YÖNTEM: Çalışmamızda birinci grup, kontrol grubu; ikinci grup sadece radyoterapi uygulanan sıçanların yer aldığı grup; üçüncü grup radyoterapi öncesi beş gün boyunca günde bir kez 1gr/kg/gün (insan eşdeğeri biyolojik eşdeğer doz) intraperitoneal NAC (1gr/kg/gün) uygulanan grup; dördüncü grup radyoterapi sonrası 5 gün boyunca günde bir kez  NAC (1gr/kg/gün) uygulanan gruptu. Her bir sıçan genel anestezi altında lineer akselaratörden 100 cm uzağa yerleştirildi ,6MV enerjili iyonize X-ışınları ile larenks alanı 15 Gy dozunda ışınlandı. Deney bitiminde patolojik inceleme için larenks eksizyonu yapıldı ve lamina propriada (ödem, vasküler dilatasyon ve inflamasyon), skuamöz epitelde (inflamasyon) ve respiratuar epiteldeki değişiklikler (silier kayıp ve psödostratifikasyon) değerlendirildi. Elde edilen serum örneklerinden total antioksidan seviye, total oksidan seviye, total tiyol ve natif tiyol düzeyleri fotometrik yöntemler kullanılarak çalışıldı. ELİSA kitleri aracılığıyla IL-1 beta, IL6 ve TNF-alfa düzeyleri çalışıldı. Oksidatif stres indeks ve disülfit düzeyleri ise matematiksel işlemler kullanılarak hesaplandı. Sonuçlar gruplar arası karşılaştırılarak değerlendirildi.
  BULGULAR: Çalışmamızda NAC uygulamasının biyokimyasal parametreler üzerinde anlamlı pozitif değişikliklere yol açtığını tespit ettik. Çalışmamız NAC'ın pozitif histopatolojik değişikliklere yol açtığını gösterse de, radyasyon öncesi ve sonrası NAC uygulanan gruplar ile sadece radyasyon uygulanan grup arasındaki histopatolojik bulgu farklılığı istatistiksel olarak anlamlı değildi.
SONUÇ: Çalışmamızda N-asetilsistein'in radyasyon bağımlı larenks hasarında biyokimyasal ve histopatolojik olarak pozitif etkilerinin olduğu, erken dönem yan etkilerin oluşmasını önleyen antioksidan, antiinflamatuar ve radyoprotektif bir ajan olduğu görülmüştür.
  ANAHTAR KELİMELER: radyoterapi, larenks kanseri, N-asetilsistein, NAC, hayvan deneyi, sıçan

Abstract:
INTRODUCTION: Mucosal damage to healthy tissue caused by both laryngeal cancer and radiotherapy can result in mucosal atrophy and fibrosis, exacerbation of symptoms associated with local tissue damage such as hoarseness and dysphagia. Preventing tissue damage resulting from both laryngeal cancer and the effects of radiotherapy to palliate symptoms that directly affect the quality of life constitutes a critical treatment objective for clinicians, beyond surgical and non-surgical treatments, in cases of laryngeal cancers. Although the primary usage targets of N-acetylcysteine (NAC) are associated with its antioxidant and anti-inflammatory activities, the mechanisms through which NAC exerts its antioxidant and cytoprotective capacities under various physiological conditions have not yet been fully elucidated.
  The objective of our study is to investigate the impact of NAC, possessing antioxidant, anti-inflammatory, and radioprotective effects, on tissue damage secondary to head and neck radiotherapy. To achieve this, we aimed to comparatively examine the biochemical and histopathological effects of NAC on laryngeal tissue through four different rat groups: a healthy control group, a radiation-exposed group, a group receiving NAC prior to radiation, and a group receiving NAC after radiation.
  MATERIALS AND METHODS: In our study, the first group was the control group; the second group consisted of rats subjected solely to radiotherapy; the third group received intraperitoneal NAC (1g/kg/day), equivalent to the human biological equivalent dose, once a day for five days before radiotherapy; the fourth group received NAC (1g/kg/day) for 5 days after radiotherapy. Each rat was positioned 100 cm away from the linear accelerator under general anesthesia, and the laryngeal area was irradiated with a 15 Gy dose of 6 MV ionizing X-rays. At the conclusion of the experiment, laryngectomy was performed for pathological examination, and changes in the lamina propria (edema, vascular dilation, and inflammation), squamous epithelium (inflammation), and respiratory epithelium (ciliary loss and pseudostratification) were evaluated. Total antioxidant level, total oxidant level, total thiol and native thiol levels were determined in serum samples using photometric methods. ELISA kits were used to assess IL-1 beta, IL6, and TNF-alpha levels. Oxidative stress index and disulfide levels were calculated using mathematical operations. Results were evaluated through inter-group comparisons.
  FINDINGS: In our study, we found that the application of NAC led to significant positive changes in biochemical parameters. Although our study demonstrated positive histopathological changes caused by NAC, the histopathological difference between the groups receiving NAC before and after radiation and the group receiving radiation alone was not statistically significant.
  RESULTS: Our study indicates that N-acetylcysteine has positive biochemical and histopathological effects on radiation-induced laryngeal damage, serving as an antioxidant, anti-inflammatory, and radioprotective agent that prevents the onset of early adverse effects.
  KEYWORDS: radiotherapy, laryngeal cancer, N-acetylcysteine, NAC, animal experiment, rat