Deneysel parkinson modeli oluşturulmuş sıçanlarda Bromelain'in etkilerinin levodopa ile kıyaslanarak araştırılması
Investigation of the effects of Bromelain in rats with experimental parkinson's model by comparison with levodopa
Yazar: BETÜL ÇİÇEK
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GÜL
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Bromelin = Bromelain ; Levodopa = Levodopa ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; Sıçanlar = Rats ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Amaç: Parkinson hastalığı (PH) substansiya nigra pars kompakta (SNc)'da dopaminerjik (DAerjik) nöronların progresif dejenerasyonu ile karakterizedir. L-Dopa günümüzde en etkili farmakolojik tedavi yöntemi olup nörodejeneratif süreci değiştirmeye değil, semptomatik olarak yaşam kalitesini arttırmaya yöneliktir. Bununla birlikte L-Dopa'nın uzun süreli kullanımı diskinezi ve motor dalgalanmalara sebep olmaktadır. Nöroinflamasyonun PH'de rolü olduğu bilinmekte ve bu bakımdan antiinflamatuvar ajanların tedavide etkinlikleri araştırılmaktadır. Bu tezde deneysel PH modeli geliştirilmiş ratlarda antiinflamatuvar özelliğe sahip BRM'nin PH'de alternatif tedavi edici özelliklerini ve aynı zamanda L-Dopa'nın tedavi edici etkilerini artırma potansiyeli olup olmadığını davranış testleri, histopatolojik inceleme ve genetik açıdan araştırmak hedeflenmiştir.  
Materyal ve Metot: Ratlar rastgele 5 gruba ayrıldı. Gruplar; Kontrol, PH, PH+BRM, PH+L-Dopa, PH+BRM+L-Dopa olarak belirlendi. Deneysel PH modeli ratlara unilateral 6-OHDA enjeksiyonu yapılarak gerçekleştirildi. Ratlara 14 gün süre ile BRM, L-Dopa ve BRM+L-Dopa kombinasyonu verildi. Apomorfin, silindir ve lokomotor aktivite testleri sonrası deney sonlandırıldı. İnflamatuvar aktiviteyi belirlemek için ratların substansiya nigra (SN) bölgesinde GFAP, TNF-α ve nNOS ekspresyonu immünohistokimyasal olarak belirlendi. Aynı bölgede D1 ve D2 gen ekspresyon seviyesi RT-PCR ile tespit edildi.
Bulgular: PH grubunda apomorfin ile indüklenen rotasyonel testte kontralateral dönme sayısı, silindir testtinde ipsilateral pençe kullanım yüzdesi, lokomotor aktivite testinde dinlenme süresi artmıştı. L-Dopa verilmesi bu parametreleri belirgin olarak azalttı, BRM'nin etkileri L-Dopa'nın altında kaldı. BRM ve L-Dopa birlikte verildiğinde bu parametrelerdeki azalmalar maksimum düzeydeydi, yani BRM L-Dopa'nın etkilerini genellikle güçlendirmişti. Lokomotor testinde ambulatuvar aktivite, horizontal aktivite ve katedilen mesafe L-Dopa uygulaması PH grubuna göre bu parametrelerde belirgin artışlara yol açtı. BRM uygulanması yalnız başına bu parametreler üzerine anlamlı bir etki yapmazken L-Dopa ile birlikte verildiğinde L-Dopa'nın etkisini arttırmıştır. Vertikal aktivite testinde ise BRM uygulanması L-Dopa ile aynı miktarda artışa neden olmuş, L-Dopa ile birlikte uygulandığı zaman ise L-Dopa'nın etkisini güçlendirmiştir. Histopatoloji bulgularında PH grubunda artan GFAP, TNF-α ve nNOS ekspresyon düzeyleri L-Dopa uygulanan grupta belirgin bir şekilde azalmıştı. BRM uygulaması L-Dopa kadar olmasada bu inflamatuvar parametrelerin ekspresyon düzeylerinde azalmaya yol açmış, L-Dopa ile birlikte verildiğinde L-Dopa'nın etkisini artırmıştır. SN bölgesinde tespit edilen D1 reseptör düzeyi PH grubunda bir miktar azalma göstermiş, L-Dopa uygulaması D1 düzeyini belirgin olarak artırmış, BRM tek başına uygulanması D1 ekspresyon düzeyi üzerine çok az artırırken L-Dopa ile birlikte verilirken L- Dopa'nın etkisini artırdığı görülmüştür. D1'den farklı olarak PH grubunda D2 reseptör düzeylerinde belirgin artış olmuştur. L-Dopa bu artışı önemli oranda azaltmıştır. BRM uygulanması L-Dopa kadar olmasada D2 reseptör düzeylerini azaltmış, L-Dopa ile birlikte verildiğinde L-Dopa'nın etkisini güçlendirdiği görülmüştür.
Sonuç: Bu sonuçlar BRM'nin deneysel PH'de oluşan hasarı iyileştirmede yetersiz olduğunu, fakat hem davranışsal hem de nörodejeneratif süreci iyileştirmede L-Dopa'nın etkilerini artırdığını göstermektedir. BRM'nin PH'de etkisini daha da detaylandırmak için hastalığın patogenezinde yer alan farklı mekanizmaların incelenmesi yararlı olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Parkinson Hastalığı, 6-OHDA, Bromelain, L-Dopa, İnflamasyon, D1, D2

Abstract:
Aim: Parkinson's disease (PD) is characterized by progressive loss of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta (SNc). Until now, L-Dopa is the most effective pharmacological therapy for PD. Although it does not alter the neurodegenerative process, it is aimed to improve the quality of life symptomatically. Nevertheless, long-term L-DOPA administration leads to the dyskinesias and motor fluctuations. Neuroinflammation is known to play a role in PD. In this respect, the effectiveness of anti-inflammatory agents in treatment of PD is being investigated. In this thesis, it was aimed to investigate the alternative therapeutic properties of BRM, which has anti-inflammatory feature, in rats with experimental PD, as well as its potential to increase the therapeutic effects of L-Dopa by using behavioral tests, and histopathological and genetical examination methods.
Material and Method: Rats were randomly divided into 5 groups as follows; control, PD+BRM, PD+L-Dopa, PD+BRM+L-Dopa. PD rat model were created by unilateral stereotaxic injection of 6-OHDA. Rats were treated with BRM, L-Dopa and combination of BRM and L-Dopa for 14 days. The experiment was terminated after apomorphine, cylinder and locomotor activity tests. Inflammation in SN was detected by immunohistochemical expression of GFAP, TNF-α and nNOS. D1 and D2 gene expression levels were determined by RT-PCR.
Results: In the PD group, the number of contralateral rotations in the rotational test induced by apomorphine, the percentage of ipsilateral paw use in the cylinder test, and the resting time in the locomotor activity test were increased. Administration of L-Dopa significantly reduced these parameters, however, the effects of BRM remained below L-Dopa. When BRM and L-Dopa were given together, the reductions in these parameters were maximal, i.e., BRM generally increased the effects of L-Dopa. Compared to the PD group, L-Dopa led to significant increases in the parameters of the ambulatory activity, horizontal activity and total distance parameters of the locomotor activity test. While BRM alone did not have a significant effect on these parameters, it generally enhanced the effect of L-Dopa when given together. In the vertical activity test, BRM caused similar amount of increase as L-Dopa, and when it is applied with L-Dopa, it increased its effect. In histopathological examination, increased GFAP, TNF-α and nNOS expression levels in the PD group were significantly decreased by L-Dopa treatment. Although not that much of L-Dopa, BRM treatment caused decreases in the expression levels of these inflammatory parameters, and it enhanced the effect of L-Dopa when given together. The D1 receptor level detected in the SN region showed a slight decrease in the PD group, L-Dopa treatment remarkably increased the D1 level, while BRM alone slightly increased D1 expression level, while it was given with L-Dopa, it increased its effect. Unlike D1, there was a significant increase in D2 receptor levels in the PD group. L-Dopa significantly reduced this increase. Although the effect of BRM was lower than L-Dopa, it has decreased D2 receptor levels, and when given with L-Dopa, it enhanced its effect.
Conclusion: These results show that although BRM is not sufficient enough to improve the damage in experimental PD, it enhances the effect of L-Dopa in improving both behavioral and neurodegenerative processes by increasing its effectiveness. It will be useful to examine the different mechanisms involved in the pathogenesis of the disease in order to further elaborate the effect of BRM in PD.
Keywords: Parkinson's Disease, 6-OHDA, Bromelain, L-Dopa, Inflammation, D1, D2