Alzheimer hastalarında oksidatif dna hasarı ve redoks statüsünün değerlendirilmesi
Assessment of oxidative dna damage and redox status of alzheimer patients
Yazar: ÇAĞLAYAN AKKAYA
Danışman: PROF. DR. YILDIZ DİNCER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Comet tekniği = Comet assay ; DNA hasarı = DNA damage

Özet:
Oksidan moleküllerin DNA ile etkileşimi sonucu pürin/pirimidin bazları oksitlenir ve zincir kırıkları oluşur. Glutatyon (GSH) en etkili hücresel antioksidanlardan biridir. Yapısında bulunan serbest tiyol grupları aracılığı ile oksidanları indirger ve bu reaksiyon sonucu kendisi oksitlenir (GSSG). Glutatyonun redoks statüsü (GSH/GSSG) hücre içi redoks homeostazının sağlanmasında önemli rol oynar. Memantin orta ve ileri evre Alzheimer hastalarının semptomatik tedavisinde kullanılan N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptör antagonistidir. Hayvan çalışmalarında antioksidan etkileri olabileceği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında Alzheimer hastalarında oksidatif DNA hasarı, oksidatif strese karşı duyarlılık ve glutatyon redoks statüsünün belirlenmesi; memantin kullanımının oksidatif DNA hasarı ve GSH/GSSG oranı üzerine etkisinin  değerlendirilmesi amaçlandı. Çalışma grupları 70 Alzheimer hastası ve 47 demans olmayan gönüllüden oluşturuldu. 34 hasta asetilkolin esteraz inhibitörü (AKEİ) ve memantin, 36 hasta ise sadece AKEİ kullanıyordu. Lenfosit DNA'sında DNA hasar parametreleri (bazal DNA zincir kırıkları, okside pürinler ve H2O2-indüklü DNA hasarı) tek hücreli jel elektroforezi yöntemi; eritrositlerde GSH/GSSG oranı spektrofotometrik yöntemle saptandı. Kontrol grubu verilerine kıyasla Alzheimer hastalarında DNA hasar parametreleri yüksek (hepsi için p=0,000), GSH/GSSG oranı düşük (p=0,018) bulundu. AKEİ+memantin kullanan hasta grubunda sadece AKEİ kullanan hasta grubuna göre bazal DNA zincir kırıkları ve H2O2-indüklü DNA hasarı anlamlı derecede düşük bulundu (p=0,000 ve p=0,015), diğer parametreler bakımından gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı. Sonuç olarak Alzheimer hastalarında sistemik DNA oksidasyonu ve DNA'nın oksidasyona duyarlılığı artmış, glutatyon-aracılı antioksidan savunma zayıflamıştır. Bu bulgular tedavi protokollerinde antioksidan desteğin önemini vurgulamaktadır. AKEİ ile birlikte memantin kullanımı bazal DNA hasarı ve DNA'nın oksidasyona karşı duyarlılığını azaltsa da, okside pürinler ve GSH/GSSG oranı üzerine etkisi yoktur.

Abstract:
Interaction of oxidant molecules with DNA results in oxidation of purine/pyrimidine bases and formation of strand breaks. Glutathione (GSH) is one of the most effective antioxidants. GSH reduces oxidants with its  thiol groups in the reduced state, and at the end of this reaction it is oxidized (GSSG). The redox status (GSH/GSSG) plays an important role in maintaining intracellular redox homeostasis. Memantine is a N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist which is used in the treatment of mild and advanced Alzheimer's disease. In animal studies, it has been shown that memantine may exert  antioxidant effect. In this thesis study, it was aimed to determine oxidative DNA damage, susceptibility to oxidative stress and glutathione redox status in patients with Alzheimer's disease, and effects of memantine on oxidative DNA damage and glutathione redox status. Study groups were constituted by 70 patients suffering from Alzheimer's disease and 47 non-dementia volunteers. 34 patients were using acetylcholine esterase inhibitor (AChEI) and memantine, 36 patients were using only AChEI. DNA damage parameters (DNA strand breaks, oxidized purines, H2O2-induced DNA damage) in lymphocyte DNA and the GSH/GSSG ratio in erythrocytes were determined by single-cell gel electrophoresis and spectrophotometrically, respectively. DNA damage parameters were found to be higher (p=0,000, for all) and GSH/GSSG ratio was found to be lower (p=0,018) in Alzheimer's patients versus control group. Basal DNA strand breaks and H2O2-induced DNA damage were found to be lower in AChEI+memantin using patient group versus only AChEI using patient group (p=0,000 and p=0,015), but no significant difference was determined between groups for oxidized purines and the GSH/GSSG ratio. In conclusion, systemic DNA oxidation and DNA susceptibility to oxidation were increased, glutathione-mediated antioxidant defense was impaired in patients with Alzheimer's Disease. These findings emphasize the importance of antioxidant support in treatment protocols. Although memantine usage with AChI reduces basal DNA damage and  DNA susceptibility to oxidation, it has no effect on oxidized purines and GSH/GSSG ratio.