Temporal lob epilepsi hayvan modelinde ı̇laç bağlı nanopartiküllerin tedavi düzeyi ve kan-beyin bariyeri dinamikleri
Treatment of the drug-bound nanoparticles in animal models of temporal lobe epilepsy and dynamics of the blood-brain barrier
Yazar: CANAN UĞUR YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET KAYA ; DOÇ. DR. SERKAN EMİK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizyoloji = Physiology ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Epilepsi-temporal lob = Epilepsy-temporal lobe ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kan beyin bariyeri = Blood brain barrier ; Lakozamid = Lacosamide ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Tedavi = Treatment ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers

Özet:
Dünya nüfusunun yaklaşık %1'ini etkileyen epilepsinin patofizyolojik mekanizmalarının henüz tam aydınlatılamamış olmasına ek olarak, dirençli epilepsilerin tedavisinde de hala etkli bir yöntem bulunamamıştır. Dirençli epilepsinin tedavisi için kullanılan antiepileptik ilaçların tedaviyi sağlayamamasında en önemli nedenlerden birini kan-beyin bariyeri oluşturmaktadır. Bu çalışmada, kainik asitin sıçanlara uygulanmasıyla lakozamid TLE modeli oluşturuldu ve glukoz ile kaplanmış altın nanotaşıyıcıya (GNP) lakozamid (LCD) yüklenip beyin dokusuna geçirilerek tedaviyi gerçekleştirmesi hedeflendi. Sıçan beyinindeki ilaç yüklü GNP miktarları IPC-MS yöntemiyle ölçüldü. Hayvanların hipokampal bölgelerinden EEG kayıtları alındı ve deney sonunda beyin bölgelerinde antioksidan GSH ve oksidan MDA düzeyleri ölçüldü. Hayvanların beyin bölgelerinde GNP varlığını göstermek için EM tekniği uygulandı. EEG kayıtlarında ortalama amplitüd değerlerinin TLE sonrası uygulanan GNP-LCD enjeksiyonunu takiben bazal değerlere geri döndüğü belirlendi. İn vivo görüntülemelerde TLE ve TLE'siz hayvanlara uygulanan GNP-LCD'nin TLE'li grupta zamanla doğru orantılı biçimde artış gösterdiği saptandı. Beyin dokusuna geçen GNP-LCD ve GNP'nin intakt ve TLE hayvanların hipokampus dokularındaki ölçümlerde TLE-GNP grubunda beyin dokusuna geçen GNP miktarının diğer gruplara oranla anlamlı düzeyde yüksek olduğu gösterildi (p<0.01). Ultrastrüktürel değerlendirmede KBB endotel hücrelerinden beyin dokusuna geçen GNP ve GNP- LCD'nin beyin parankimi içerisinde yayılım gösterdiği ve parankimal yapıların içinde depolanma eğiliminde olduğu tespit edildi. Antioksidan GSH düzeyleri TLE'li hayvana GNP-LCD uygulanan grupta anlamlı bir azalma gösterdiği (p<0.05), oksidan belirteç olan MDA düzeyinde ise hiçbir grupta anlamlı bir değişiklik olmadığı tespit edildi. Bu çalışmanın sonuçları; potansiyel bir nanotaşıyıcı olan GNP'nin etken dozda LCD'yi beyine aktarılmasında,, LCD'nin de hem nöbetlerin azaltılmasında hem de oksidan kapasitedeki artışın önlenmesinde etkili bir rol oynadığını göstermektedir.

Abstract:
The pathophysiological mechanism(s) of epilepsy are still unknown, and there also has not been an effective cure for drug-resistant epilepsy. One of the major drawbacks in the failure of antiepileptic drugs which are used in resistant epilepsy is the blood-brain barrier (BBB). In this study, an animal model of temporal lobe epilepsy (TLE) was induced by using kainic acid. Glucose coated gold nanoparticles (GNP) are loaded with lacosamide (LCD) to transport into the brain. The amount of GNP-LCD was measured with ICP-MS. EEG was recorded from the hippocampus, and glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) levels were measured in the brain. Electron microscopy was performed to show GNP in the brain. The main amplitude of EEG records was returned to basal values after GNP-LCD administration to TLE groups. The injection of GNP-LCD into animals with or without TLE made a time-related increase in TLE groups as confirmed at IVIS. The measurement of GNP-LCD and GNP that passed into the brain of both groups showed that in the TLE-GNP group had the higher amounts of GNP (p<0.01). In the ultrastructural evaluation, GNP and GNP-LCD transported through BBB showed a diffuse pattern in brain parenchyma and had a tendency to be accumulated. GSH levels decreased (p<0.01) and MDA levels did not change in the GNP-LCD in TLE groups. Our study showed that GNP is a potential nanocarrier to transport efficient dose of LCD into the brain, and LCD provided an effective role to decrease seizures by preventing the increase of the oxidant substances.