Amiloid ß-peptid (1-42) ile oluşturulan in vivo ve in vitro nörodejenerasyon deney modellerinde PARP-1 inhibitörlerinin nöroterapötik etkilerinin araştırılması
Neuroprotective effects of PARP-1 inhibitors on in vivo and in vitro models of alzheimers disease induced by aß(1-42)
Yazar: SİNEM EZGİ TURUNÇ BAYRAKDAR
Danışman: PROF. DR. AYFER YALÇIN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Bölümü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Amiloid beta protein = Amyloid beta protein ; Apoptozis = Apoptosis ; Demans = Dementia ; Nöronlar = Neurons ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Alzheimer hastalığının (AH) patolojisi tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. Aşırı poli(ADP-riboz) polimeraz-1(PARP-1) aktivasyonunun hücre ölümü ile nöroinflamasyona neden olduğu ve nörodejeneratif süreçlerde rol oynadığı ileri sürülmektedir. Çalışmamızda PARP-1 inhibitörlerinden 3-aminobenzamid (AB) ve nikotinamidin (NA) oksidatif stres, apoptoz ve PARP-1 aktivasyonuna olan etkileri ilk kez Aß(1-42) ile oluşturulan in vivo ve in vitro deneysel AH modelinde araştırılmıştır.Çalışmamızda Sprague-Dawley sıçanları ile kontrol, Aß(1-42), Aß(1-42)+PARP-1 inhibitörleri (30/100 mg AB, 100/500 mg NA) ve sadece PARP-1 inhibitörleri (30/100 mg AB, 100/500 mg NA) olmak üzere on grup oluşturulmuştur. Kontrol, Aß(1-42), Aß(1-42)+PARP-1 inhibitörleri gruplarına stereotaktik intrahipokampal serum fizyolojik/fibrile Aß(1-42) enjeksiyonu bilateral olarak uygulanmıştır. AB ve NA enjeksiyonları 7 gün boyunca i.p. olarak yapılmıştır. Aß(1-42) ve PARP-1 inhibitörlerinin oksidatif stres ve antioksidan savunma (lipid peroksidasyonu, protein oksidasyonu, reaktif oksijen türlerinin üretimi, glutatyon, antioksidan enzim aktiviteleri, HO-1 ekspresyonu), apoptotik parametreler (DNA fragmentasyonu, mitokondriyal fonksiyon, p53, Bax, Bcl-2) ve PARP-1 aktivasyonu (PARP-1, NF-B, Apex1) üzerine olan etkileri sıçan beyin korteksi ve hipokampüsünde spektrofotometrik, spektroflorometrik, real-time PCR ve western blot yöntemleri ile araştırılmıştır.Aß(1-42)'in neden olduğu oksidatif stres AB ve NA uygulamaları ile azalmakta olup, antioksidan enzim aktivitelerinde ve glutatyon düzeylerinde artış sağlanmıştır. AB ve NA; Aß(1-42) ile tetiklenen apoptotik süreçleri p53, Bax, Bcl-2 düzeylerinin regülasyonuyla engelleyerek, gelişen PARP-1 ve NF-B aktivasyonunu önlemiştir. NAD+ ve ATP depolarının azalması ile tetiklenen nörodejeneratif süreçlerin ve NF-B aracılı nöroinflamasyonun AB ve NA uygulamaları ile engellendiği düşünülmektedir. Tez çalışmasında PARP-1 inhibitörlerinin AH gibi nörodejeneratif hastalıkların tedavisindeki olası nöroprotektif rolü ve önemi; oksidatif stres, apoptoz ve PARP-1 aktivasyonu üzerindeki etkileri vasıtasıyla vurgulanmıştır.

Abstract:
The underlying mechanisms of Alzheimers Disease (AD) are still unclear. Its suggested that overactivation of poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) can cause neuroinflammation and cell death in neurodegenerative processes. In the present study we searched the effects of PARP-1 inhibitors; 3-aminobenzamide(AB) and nicotinamide(NA), on oxidative stress, apoptosis and PARP-1 activation in in vivo and in vitro experimental model of AD induced by Aß(1-42).Sprague-Dawley rats were divided into ten groups as control, Aß(1-42), Aß(1-42)+PARP-1 inhibitors(30/100mg AB, 100/500mg NA), only PARP-1 inhibitors(30/100mg AB, 100/500mg NA). Stereotaxic intrahippocampal injections were made bilaterally with saline or aggregated Aß(142) in control, Aß(1-42), Aß(1-42)+PARP-1 inhibitors groups. AB and NA injections were made i.p. for seven days. The effects of Aß(1-42) and PARP-1 inhibitors on oxidative stress and antioxidant defence parameters (lipid peroxidation, protein oxidation, reactive oxygen species production, glutathione, antioxidant enzymes, HO-1 levels), apoptotic parameters (DNA fragmentation, mitochondrial function, p53, Bax, Bcl-2 levels) and PARP-1 activation (PARP-1, NF-B, Apex1 levels) were investigated in rat brain cortex and hippocampus using spectrophotometric, spectrofluorimetric, real-time PCR and western blot methods.Aß(1-42) treatment increased the oxidative stress and apoptotic parameters and caused PARP-1 activation and diminished antioxidant defence. Both AB and NA treatments against Aß(1-42) significantly improved antioxidant defence and decreased the oxidative stress and apoptotic parameters. In addition, these treatments decreased PARP-1, NF-B, p53, Bax, HO-1 levels and elevated Bcl-2, Apex1 levels. In conclusion, PARP-1 inhibitors may be helpful as a therapeutic agent in neurodegenerative diseases like AD due to their effects on oxidative stress, apoptosis and PARP-1 activation.