Bipolar bozuklukta oksidatif DNA hasarı, onarımı ve oksidatif hasarın nörotrofik faktörler ile ilişkisi
Oxidative dna damage and repair in patients with bipolar disorder and the relationship between oxidative damage and neurotrophic factors
Yazar: DENİZ CEYLAN TUFAN ÖZALP
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL ÖZERDEM
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Psikiyatri Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2014
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Bipolar bozukluk = Bipolar disorder ; DNA = DNA ; DNA onarımı = DNA repair ; Oksidatif hasar = Oxidative damage ; Sinir büyüme faktörleri = Nerve growth factors

Özet:
BİPOLAR BOZUKLUKTA OKSİDATİF DNA HASARI, ONARIMI VE OKSİDATİF HASARIN NÖROTROFİK FAKTÖRLER İLE İLİŞKİSİ

Amaç: Bipolar bozukluk tanılı hastalardan (ötimik, manik, depresif) ve sağlıklı gönüllülerden alınan kan örneklerinde, oksidatif DNA hasarının, DNA hasarının onarımında rol oynayan bazı enzimlerin ve oksidatif hasarın nörotrofik faktör düzeyleri ile ilişkisinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Yöntem: Araştırmaya tanıları DSM-IV'ün standardize edilmiş görüşmesi (SCID-I) ile doğrulanmış bipolar bozukluk hastalar (30 ötimik, 30 manik, 15 depresif) ile 46 sağlıklı gönüllü dahil edilmiştir. Hastalık şiddeti ve işlevsellik, Hamilton Depresyon Ölçeği (HDÖ), Young Mani Derecelendirme (YMÖ), Klinik Genel İzlenim Ölçeği (KGİÖ) ve İşlevselliğin Genel Değerlendirmesi Ölçeği (İGDÖ) ile değerlendirilmiştir.  DNA hasarı belirteçleri GC-MS/MS ve LC-MS/MS, DNA onarım enzimlerinin (OGG1 ve NEIL1) mRNA ekspresyon düzeyleri RT-PCR, lipit hasarı belirteci malondialdehitin (MDA) plazma düzeyleri HPLC, serum nörotrofik faktör  (BDNF, GDNF) düzeyleri ELISA tekniğiyle ölçülmüştür. Sayısal verilerin çoklu gruplar arasında karşılaştırılması Kruskal Wallis, ikili grup karşılaştırmaları Mann-Whitney U testleri kullanılarak yapılmıştır.  Kategorik verilerin gruplar arasında karşılaştırılmasında Ki-kare testi kullanılmıştır. Biyokimyasal parametrelerin birbiriyle ve klinik verilerle olan ilişkisinin araştırılması Spearman korelasyon ve doğrusal regresyon analizleri ile gerçekleştirilmiştir.  
Bulgular: 5-OHCyt /106 baz hasarı düzeyi bipolar bozukluğun tüm dönemlerinde (mani, ötimi ve depresyon) sağlıklı gönüllülere göre anlamlı derecede düşük bulunmuştur. Mani döneminde Thy-Gly/106 baz düzeyi artmış, depresif dönemde guanin hasarları (FapyGua/106, 8-OHGua/106) azalmıştır. Ötimik dönemde OGG1 ekspresyon düzeyleri sağlıklı gönüllülere göre %43 düşük bulunmuştur. OGG1 ekspresyon düzeyleri ötimik hastalarda 8-OHGua/106 bazı düzeyleri ile negatif korele saptanmıştır. Gruplar arasında FapyAde ve 5-OH5Mehyd düzeyleri, nükleozit hasarları (R-cdA, S-cdA, 8OHdG), NEIL1 enzim ekspresyonu düzeyleri ve plazma MDA düzeyleri açısından anlamlı fark saptanmamıştır. Serum BDNF düzeyleri mani ve depresyon dönemlerinde sağlıklı gönüllülere göre düşük, serum GDNF düzeyleri ise her üç dönemde yüksek bulunmuştur. Bipolar bozukluğu olan hastalarda, BDNF düzeyleri ve oksidatif stres parametreleri arasında doğrusal ilişki saptanmazken, serum GDNF düzeyleri guanin baz hasarı belirteçleri ile negatif yönde ilişkiler göstermiştir. 
Sonuç: Bu çalışma, bipolar bozukluk hastalarında, DNA baz hasarı belirteçlerinin, DNA onarım enzimlerinin ekspresyonlarının ve nörotrofik faktörlerin düzeylerinin bir arada değerlendiren ilk çalışmadır. DNA baz hasarı ve DNA onarım profilleri ile nörotrofik faktörlerin düzeyleri, hem bipolar bozukluk hastaları ile sağlıklı gönüllüler arasında, hem de hastalığın farklı dönemleri arasında farklılıklar göstermektedir. Guanin baz hasarı düzeylerinin tüm gruplara göre en düşük olduğu depresif dönem, en özgün örüntüyü sunmaktadır. Bu düşük düzeylere, baz onarım enzimlerinin indüklenmesi ya da diğer antioksidatif mekanizmaların aktivasyonu yol açmış olabilir. Hastaların aldıkları ilaçlar da (örneğin duygudurum dengeleyici ilaçlar) DNA hasarı düzeylerini etkilemiş olabilir. Ötimik hastalarda OGG1 baz onarım enziminin daha düşük düzeylerde olması, bu gruptaki düşük DNA baz hasarı düzeylerinin de gösterdiği üzere, enzimlerin, daha önce tamamlanmış olan onarım süreçlerinin bir sonucu olarak baskılandığı anlamına geliyor olabilir. Verilerimiz, bipolar bozuklukta, oksitadif hasarlanma ve onarım mekanizmalarının bir arada aktive olduklarını düşündürmektedir. Bipolar bozuklukta, özellikle depresif dönemde, DNA onarım enzimlerine, antioksidatif sistemlere ve apoptotik süreçlere ilişkin yeni araştırmaların yapılması, bu farklılıkların bipolar bozukluğun etiyopatogenezindeki rolleri hakkında daha fazla bilgi verecektir.
Anahtar kelimeler: Bipolar bozukluk, oksidatif stres, DNA hasarı, DNA onarımı, nörotrofik faktörler

Abstract:
OXIDATIVE DNA DAMAGE AND REPAIR IN PATIENTS WITH BIPOLAR DISORDER AND THE RELATIONSHIP BETWEEN OXIDATIVE DAMAGE AND NEUROTROPHIC FACTORS

Objective: The objective of the study is to investigate oxidative DNA damage, DNA repair enzymes and the relationship between oxidative damage parameters and serum levels of neurotrophic factors in blood samples of patients with bipolar disorder (euthymic, manic or depressive) and healthy volunteers.
Method: Patients with bipolar disorder (30 euthymic, 30 manic, 15 depressive) and 46 healthy volunteers whose diagnoses had been confirmed by Structural Clinical Interviews for DSM-IV (SCID-I) were included in the study. Syndromal severity and functionality were assessed using Hamilton Depression Scale, Young Mania Rating Scale, Clinical Global Impression Scale and Global Assessment of Functionality Scale. DNA damage markers were measured using GC-MS/MS and LC-MS/MS, the mRNA expression levels of DNA repair enzymes (OGG1 and NEIL1) were measured using RT-PCR, plasma levels of malondialdehyde (MDA), a lipid peroxidation marker, were measured using HPLC, and serum levels of neurotrophic factors (BDNF and GDNF) were measured using the ELISA method. For continious variables group comparisons were completed using Kruskal Wallis test. Mann-Whitney U tes was used for post-hoc two group comparisons.  Categorical variables were analysed with Chi-square test.  Relationship between the biochemical and clinical variables was assessed using Spearman correlation and lineer regression analysis.  
Results: The levels of 5-OHCyt /106 bases were significantly lower in patients in all states of bipolar disorder (euthymic, manic and depressive) compared to those in healthy volunteers. The levels of Thy-Gly /106 bases were higher in the manic episode, and guanine base (FapyGua/106, 8-OHGua/106) damages were lower in the depressive episode. The expression level of OGG1 was 43% lower in euthymic patients than the healthy volunteers. The expression level of OGG1 was negatively correlated to the levels of 8-OHGua/106 bases in euthymia.  With respect to FapyAde, 5-OH5Mehyd/106 bases, nucleoside damages (R-cdA, S-cdA, 8OHdG), the expression level of NEIL1, and the plasma levels of MDA, there were no statistically significant differences among the groups. The serum levels of BDNF were lower in both manic and depressive episodes, and the serum levels of GDNF were significantly higher in all phases of bipolar disorder (euthymic, manic and depressive) compared to healthy volunteers. The serum levels of BDNF did not correlate with oxidative parameters, but the serum levels of GDNF correlated negatively with the levels of FapyGua/106 and 8-OHGua/106 bases.
Conclusion:  This is the first study assessing various oxidative DNA base damage markers, expressions of DNA repair enzymes and the levels of neurotrophic factors simultaneously in patients with bipolar disorder. The DNA base damage and DNA repair profiles, and the levels of neurotrophic factors differ between bipolar patients and healthy volunteers, as well as between different states of illness.  Depressive state shows the most distinctive pattern where guanine base damage levels are the lowest among all groups. Such low levels could be caused either by the induction of base repair enzymes or by the activation of other antioxidative mechanisms. The medications (e.g. mood stabilizers) of the patients might have also effected the levels of DNA damage. The lower levels of the base repair enzyme OGG1 in the euthymic patients could be representing a depletion of the enzyme as a result of already completed repair process as shown by the lower levels of DNA base damage in this group. Our data suggests that oxidative damage and the repair mechanism are probably co-activated in bipolar disorder. New studies on DNA repair enzymes, antioxidative systems and apoptotic processes in bipolar disorder, and especially in the depressive phase, would provide further information about the role of these differences in the etiopathogenesis of bipolar disorder.

Keywords: Bipolar disorder, oxidative stress, DNA damage, DNA repair, neurotrophic factors