Sıçan nöropatik ağrı modelinde nöroinflamasyonda aracı süreçler
İn rat neuropathic pain model, mediator processes in nöroinflammation
Yazar: RECEP SELİM ŞENTÜRK
Danışman: PROF. DR. SİBEL GÖKSEL
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Fizyopatoloji = Physiopathology
Dizin: Allodini = Allodynia ; Ağrı = Pain ; Hiperestezi = Hyperesthesia ; Nöroglia = Neuroglia ; Nöroinflamatuar hastalıklar = Neuroinflammatory diseases ; Nöropatiler = Neuropathies ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Nöropatik ağrı günümüzde toplumda giderek sıklığı artan önemli bir sağlık sorunu olarak görülmektedir. Nöropatik ağrı ile ilgilenen araştırmacılar nöropatik ağrı patofizyolojisinde inflamatuvar ve immun süreçlerin çok önemli olduğunu kabul etmektedirler. Son yıllarda yapılan çalışmalar glia hücre aktivasyonu ve nöroglial etkileşimler üzerinde odaklanmış durumdadır. Sinir hasarını takiben glia hücreleri, belirli şekillerde aktive olarak nöroinflamasyonun başlangıç ve idamesinde görev almaktadırlar. Bu aktivasyon basamaklarının aydınlatılması nöropatik ağrının patofizyolojisi anlama ve tedavisi için hedef saptamada çok önemlidir. Bu çalışmada sıçanda siyatik sinir ligasyon modelinde (SNL) glial hücre aktivasyon basamaklarının belirli belirteçler üzerinden zamana karşı nasıl bir seyir izlediğini göstermeyi amaçladık.
Çalışmada kullanılan dişi ve erkek sıçanların anestezi altında tek taraflı (sağ) siyatik sinirleri açığa çıkarılarak 4.0 ipek ile sinir etrafına epinöral dolaşımı bozmamaya dikkat edecek şekilde 1 mm aralıklar ile 3 tane düğüm atılarak nöropatik ağrı modeli oluşturuldu. Operasyon sonrası 2, 7, 14, 21 ve 29. günlerde dinamik plantar esteziometre, plantar test ve analjezimetre ile ağrı eşikleri ölçülerek sırasıyla taktil allodini, termal ve mekanik hiperaljezi değerlendirildi. Deney sonlanma noktalarında hayvanlar grup olarak sakrifiye edilerek omurilik lomber bölümü çıkartıldı, total protein elde edildikten sonra sodyum dodezil sülfat poliakrilamid jel elektroforez (SDS-PAGE) sonrasında Western blotting tekniğiyle sinyal transdüseri ve transkripsiyon aktivatörü 3 (STAT3), fosforile STAT3 ve glial fibriler asidik protein (GFAP) protein ekspresyonları değerlendirildi.
Nöropatik ağrılı sıçanlar kilo kaybetmedi, hatta 14, 21 ve 29. günlerde kontrol sıçanlardakine benzer şekilde kilo aldı. Siyatik sinir bağlandıktan sonraki 2, 7, 14 ve 21. günlerdeki üç farklı ağrı testinde ağrı eşiklerinde anlamlı düşüşler saptandı. Ağrı eşiğinde düşmeye eşzamanlı olarak 2. ve 14. günlerde belirgin bir şekilde omurilikte GFAP protein ekspresyonunda artış eşlik etti. Omurilikte STAT3 veya fosforile STAT3 protein ekspresyonunda herhangi bir zaman diliminde istatistiksel anlamlı farklılık saptanmadı.
Sonuç olarak erişkin sıçanlarda cerrahi ipek kullanılarak oluşturulan siyatik sinir ligasyon modelinde 2. günden itibaren taktil allodini, termal ve mekanik hiperaljezi gelişmekte, taktil allodini 14 gün sürerken termal ve mekanik hiperaljezi 21. güne kadar devam etmektedir ve 29. günde tam iyileşme olmaktadır. Klasik SNL modelinden beklenen kilo kaybı ve ototominin olmaması, ağrı eşiğindeki düşmenin ve omurilikte GFAP protein ekspresyonundaki artışın erken geri dönmesi ve STAT3 ve fosforile STAT3 ekspresyonunda değişiklik saptanmaması siyatik sinire ipek düğüm atılarak oluşturduğumuz modelde nöroinflamasyonun daha hafif seyrettiğini ve bu modelde ek araştırma yapılması gerektiğini düşündürmektedir. Glial aktivasyondaki farklı yolakların veya aracı mekanizmaların da [örneğin glial biyobelirteç iyonize kalsiyum bağlanma adaptör protein-1 (İBA-1), p-38 ve fosforile p-38 gibi mitojenle etkinleşen protein kinazlar (MAP kinazlar), tümör nekroz faktör alfa (TNF-α) ve interlökin 1 beta (IL-1β) gibi sitokinler] omurilik düzeyinde araştırılması önerilmektedir.

Abstract:
Neuropathic pain is an increasing health problem in society. Researchers studying neuropathic pain have consensus that inflammatory and immune processes are key factors in the pathophysiology of neuropathic pain. Recent studies focus on glial cell activation and neuroglial interactions. Peripheral nerve injury converts resting spinal cord glia into reactive cells that are required for the development and maintenance of neuropathic pain. Clarification of glial activation steps is very significant in understanding pathophysiology of neuropathic pain and targeting neuropathic pain treatment. Therefore, in the present study, we investigated the time-dependent changes in certain glial activation steps in a rat model of sciatic nerve ligation.
Neuropathic pain was induced by loose ligation of right sciatic nerve of female and male rats with 4.0 silk under anesthesia. Pain thresholds were measured by dynamic plantar estesiometer, plantar test and analgesimeter on postoperative 2nd, 7th, 14th, 21st and 29th days to evaluate tactile allodynia, thermal hyperalgesia and mechanical hyperalgesia respectively. At the end of the experimental period, rats were sacrificed under anesthesia, the spinal cord lumbar section was removed and total protein was extracted. Spinal cord STAT3 (signal transducer and transcription activator 3), phosphorylated STAT3 and GFAP (glial fibrillary acid protein) protein expressions were evaluated by Western blotting after SDS-PAGE electrophoresis.
Rats with neuropathic pain did not lose weight, even they gained weight similar to control rats at 14th, 21st, and 29th days. Significant decreases in pain threshold were detected in all tests on the 2nd, 7th, 14th and 21st days after sciatic nerve ligation. The decrease in pain threshold was accompanied by an increase in GFAP protein expression in the spinal cord significantly on days 2 and 14. There were no statistically significant differences over time in STAT3 or phosphorylated STAT3 protein expression in the spinal cord.
In conclusion, our model of sciatic nerve loose ligation using surgical silk in adult rats resulted in tactile allodynia continuing for 14 days as well as thermal and mechanical hyperalgesia continuing for 21 days. Recovery was observed on day 29. Lack of expected weight loss and autotomy of the classical sciatic nerve ligation model, early recovery from decreased pain thresholds and increased spinal GFAP protein expression and lack of changes in spinal STAT3 and phosphorylated STAT3 expression all together suggest the requirement of additional studies. We recommend that different pathways or mechanisms mediating glial activation (for example, glial biomarker IBA-1, MAP kinase i.e. p-38 and phosphorylated p-38, cytokines such as TNF-α and IL-1β) should be evaluated at spinal level in this model.