Verapamilin in vitro parkinson hastalığı modelinde antiparkinson etkisinin mitokondrial disfonksiyon üzerinden değerlendirilmesi
Evaluation of the antiparkinsonian effect of verapamil in in vitro parkinson's disease model through mitochondrial dysfunction
Yazar: AYNUR ALIYEVA
Danışman: PROF. DR. HASİBE VURAL
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Bir fenilalkilamin türevi olan verapamil kalsiyum kanal blokörüdür. Nörodejeneratif hastalıkların ortak
bir özelliğinin kalsiyum sinyal düzensizliği olduğu belirlenmiştir. Hücrede Ca2+ iyon konsantrasyonunun artması
hücre içi işlevi bozarak mitokondrial disfonksiyona, oksidatif stresin artmasına yol açar ve Parkinson hastalığının
(PH) gelişiminde önemli rol oynar. Yapılan çeşitli çalışmalarda verapamilin nöronlara kalsiyum girişinin bloke
ederek çeşitli akut nörotoksisite modellerinde nöroprotektif etki gösterdiği belirlenmiştir. Ayrıca verapamilin
antihipertansif, antianjinal ve antiaritmik özelliklere sahip olduğuda gözlemlenmiştir. Bu çalışmada ise
verapamilin in vitro PH modelinde antiparkinson etkisi mitokondrial disfonksiyon üzerinden değerlendirilmiştir.
SH-SY5Y hücrelerinde in vitro PH modeli 6-hidroksidopamin (6-OHDA) kullanılarak oluşturulmuştur.
Ardından verapamilin SH-SY5Y hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi ile 6-OHDA indüklü toksisiteye karşı
nöroprotektif etkisi XTT analizi ile araştırılmıştır. Sitotoksisite sonuçları dikkate alınarak, devam eden analizderde
hücreler 6 saat süresince 10 µM verapamil ile ön işleme tabi tutulmuş, ardından 24 saat süresince 150 µM 6-
OHDA ile muamele edilmişdir. Sonrasında deney gruplarında hücre içi reaktif oksijen türleri (ROS) seviyesi ile
mitokondrial membran potansiyeli (MMP) belirlenmiş; süperoksid dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) antioksidan
enzim aktiviteleri analiz edilmiş ve PH ve mitokondri fonksiyonu ile ilişkili genlerin ekspresyon seviyeleri qRTPZR analizi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, SH-SH5Y hücrelerinde 6-OHDA uygulaması
kontrol grubu ile karşılaştırıldığında ROS seviyesini artırırken MMP'yi azaltmış; SOD aktivitesinde de anlamlı
azalmaya neden olmuştur. 6-OHDA grubu ile karşılaştırıldığında verapamil uygulaması ise ROS seviyesini
azaltırken, SOD enzim aktivitesini artırmıştır. Ayrıca 6-OHDA ve verapamilin mitokondri fonksiyonu ve PH ile
ilişkili çeşitli genlerin ekspresyon seviyelerini de modüle edebildiği belirlenmiştir.
Sonuç olarak bu çalışma ile, verapamilin 6-OHDA ile oluşturulmuş in vitro PH modelinde oksidatif
streste azalmaya sebep olarak mitokondri fonksiyonunu düzenlediği ve nöroprotektif etkiye sebep olduğu ortaya
konmuştur.
Anahtar Kelimeler: Parkinson hastalığı, Verapamil, 6-hidroksidopamin

Abstract:
Verapamil, a phenylalkylamine derivative, is a calcium channel blocker. It has been determined that a
common feature of neurodegenerative diseases is calcium signaling dysregulation. Increased Ca2+ ion
concentration in the cell disrupts intracellular function, leading to mitochondrial dysfunction, increased oxidative
stress, and plays an important role in the development of Parkinson's disease (PD). In various studies, it has been
determined that verapamil has a neuroprotective effect in various acute neurotoxicity models by blocking calcium
entry into neurons. It has also been observed that verapamil has antihypertensive, antianginal and antiarrhythmic
properties. In this study, the antiparkinson effect of verapamil in the in vitro PH model was evaluated based on
mitochondrial dysfunction.
The in vitro PH model in SH-SY5Y cells was established using 6-hydroxydopamine (6-OHDA). Then,
the cytotoxic effect of verapamil on SH-SY5Y cells and its neuroprotective effect against 6-OHDA-induced
toxicity were investigated by XTT analysis. Considering the cytotoxicity results, in subsequent analysis cells were
pretreated with 10 µM verapamil for 6 hours, followed by 150 µM 6-OHDA for 24 hours. Afterwards, intracellular
reactive oxygen species (ROS) levels and mitochondrial membrane potential (MMP) were determined; superoxide
dismutase (SOD) and catalase (CAT) antioxidant enzyme activities were analyzed, and the expression levels of
genes related to PH and mitochondria function were evaluated by qRT-PCR analysis in the experimental groups.
According to the results, 6-OHDA treatment increased the ROS level and decreased MMP, and also caused a
significant decrease in SOD activity in SH-SH5Y cells compared to control group. On the other hand, when
compared to the 6-OHDA group, verapamil treatment decreased ROS level and increased SOD enzyme activity.
It has also been determined that 6-OHDA and verapamil can modulate the expression levels of various genes
related to mitochondrial function and PH.
In conclusion, this study revealed that verapamil regulates mitochondria function by causing a decrease
in oxidative stress and has a neuroprotective effect in in vitro PH model.
Keywords: Parkinson's disease, Verapamil, 6-hydroxydopamine.