Fumarik asitin diyabetik sıçan modelinde yara iyileşmesi üzerindeki etkilerinin in vivo olarak araştırılması
In vivo investigation of the effects of fumaric aciid on wound healing in a diabetic rat model
Yazar: FEYZA BENGÜL
Danışman: PROF. DR. İLHAN ONARAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Fumaria officinalis = Fumaria officinalis ; Gen ifadesi profili = Gene expression profiling ; Sıçanlar = Rats ; Yara iyileşmesi = Wound healing

Özet:
İlk kez Fumaria officinalis bitkisinden izole edilen fumarik asit, taşıdığı antibakteriyel, anti-inflamatuar ve analjezik özellikleriyle geçmişten günümüze kullanım alanı bulmaya devam etmektedir. Birçok mikroorganizmada sitrat döngüsünün ara ürünüdür ve yapılan in vitro çalışmalarda sıçan dermal fibroblast hücrelerinin migrasyonunu artırdığı kanıtlanmıştır. Ancak in vivo olarak yara iyileşmesi sürecinde moleküler ve histolojik etkileri incelenerek etki mekanizması henüz kanıtlanamamıştır.
Bozulmuş yara iyileşmesiyle ilişkilendirilen diyabetin, onarım sürecinde çok faktörlü rol oynadığı bilinmesine rağmen; mekanizması tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada, in vitro çalışmalar bir adım öteye taşınarak fumarik asitin sağlıklı ve diyabetik sıçan modelinde yara iyileşmesi ve doku rejenerasyonu üzerindeki etkileri in vivo olarak incelendi. Etkin ve hızlı yara iyileşmesi ile onarım süreci sırasında alınan dokular ve iyileşme sonucunda oluşan skar izi hem histolojik hem de moleküler yöntemlerle araştırıldı. Elde edilen bulgulardan hem fumarik asitin yara iyileşmesindeki rolünü aydınlatmaya hem de yara iyileşmesi tedavisine yönelik bilimsel katkılar elde edildi.
Bu çalışmada 26 adet Sprague Dawley sıçan kullanıldı.  0.1 M sodyum sitrat solüsyonunda çözdürülen 65 mg/kg Streptozotosin ile 14 sıçanda diyabet oluşturuldu. Tüm sıçanlarda deneysel eksizyonel 1 cm2 yara modeli oluşturulduktan sonra sıçanlar rastgele gruplara ayrıldı: Sağlıklı Kontrol Grubu, Sağlıklı Tedavi Grubu, Diyabetik Kontrol Grubu, Diyabetik Tedavi Grubu. Tedavi gruplarına 48 saatte bir fumarik asit içeren pomad uygulandı. 
Yara iyileşmesi, yara alanı hesaplaması ve yaralanma sonrası 3, 7 ve 14.günlerde alınan biyopsi örnekleriyle histolojik ve moleküler olarak incelendi.
Yapılan çalışmalar sonucunda yara iyileşmesi sürecinde günlere göre, sağlıklı tedavi grubunda 48 genin, diyabetik tedavi grubunda ise 60 genin ekspresyonunda ciddi düzeyde -5 kat altında/5 kat üstünde farklılık tespit edildi. Bu genler, yara iyileşmesi sırasında hücre proliferasyonu, güçlü bir enflamatuar yanıtın oluşturulması ve anjiyogenezin düzenlenmesinde kritik rol oynayarak etkin ve hızlı bir iyileşme sağladı. 
14.günde sağlıklı ve diyabetik tedavi grubunda benzer gen gruplarının ekpresyonunun azalması, iyileşmede kapanarak sona yaklaşan yaraların aralarındaki farklılıkların ortadan kalkmasından kaynaklandı. Histolojik çalışmalar sonucunda ise fumarik asit uygulanan tedavi gruplarında yeniden şekillenme evresinde daha düzenli bir skar oluşumu gözlemlendi.

Abstract:
Fumaric acid, first isolated from Fumaria officinalis plant, has continued to be used from past to present with its antibacterial, anti-inflammatory and analgesic properties. It is an intermediate product of the citrate cycle in many microorganisms and has been demonstrated to increase the migration of rat dermal fibroblast cells in in vitro studies. However, its mechanism of action has not yet been proven by examining its molecular and histological effects in the wound healing process in vivo.
Although diabetes, which is known to play a multifactorial role in the repair process, the mechanism of diabetes associated with impaired wound healing has not been fully elucidated. Therefore, in this study, in vitro studies were carried one step further and the effects of fumaric acid on wound healing and tissue regeneration in healthy and diabetic rat model were investigated in vivo. The tissues collected during the repair process with effective and rapid wound healing and the scar formed as a result of healing were investigated by both histological and molecular methods. From the findings of this study, scientific contributions were obtained both for the elucidation of the role of fumaric acid in wound healing and for the treatment of wound healing.
In this study, 26 Sprague Dawley rats were used. Diabetes was induced in 14 rats with 65 mg/kg Streptozotocin dissolved in 0.1 M sodium citrate solution. After an experimental excisional 1 cm2 wound model was created in all rats, the rats were randomly divided into groups: Healthy Control Group, Healthy Treatment Group, Diabetic Control Group, Diabetic Treatment Group. Pomade containing fumaric acid was applied to the treatment groups every 48 hours. 
Wound healing was examined histologically and molecularly by wound area calculation and biopsy samples taken at the 3rd, 7th and 14th days after injury.
As a result of the studies, 48 genes in the healthy treatment group and 60 genes in the diabetic treatment group showed a significant difference in the expression of -5-fold below/5-fold above in the wound healing process. These genes played a critical role in cell proliferation, the generation of a strong inflammatory response and the regulation of angiogenesis during wound healing, resulting in an effective and rapid healing. 
On the 14th day, the decrease in the expression of similar gene groups in the healthy and diabetic treatment group resulted from the disappearance of the differences between the wounds approaching the end of healing. As a result of histological studies, a more regular scar formation was observed in the treatment groups treated with fumaric acid during the remodelling phase.