Kavernöz sinir hasarlı sıçanlarda gelişen erektil disfonksiyon üzerine adipoz doku kaynaklı kök hücre ve hidrojen sülfür donörü sodyum hidrojen sülfit kombinasyon tedavisinin etkileri
The effects of adipose derived stem cells and hydrogen sulfide donor sodium hydrogen sulfide combination therapy on cavernousal nerve injury induced erectile dysfunction in rats
Yazar: HEBA ASKER
Danışman: PROF. DR. SERAP GÜR
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakognozi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Ereksiyon = Erection ; Erektil disfonksiyon = Erectile dysfunction ; Hidrojen sülfür = Hydrogen sulfide ; Kök hücreler = Stem cells ; Periferik sinir hasarları = Peripheral nerve injuries ; Prostat hastalıkları = Prostatic diseases ; Prostat neoplazmları = Prostatic neoplasms ; Prostatektomi = Prostatectomy ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Erektil disfonksiyon (ED), cinsel birleşme için gerekli ereksiyonun sağlanmasında ya da sürdürülmesinde kalıcı yetersizlik olarak tanımlanmaktadır. Prostat kanseri, erkeklerde yaygın olarak görülen bir kanser türüdür.  En sık kullanılan tedavi yöntemi ise, tüm organın cerrahi olarak çıkarıldığı radikal prostatektomi (RP) operasyonudur. RP'nin en sık izlenen uzun dönem komplikasyonu ise, ED'dir. Ameliyat sırasında mikrotravmaların, kavernöz sinirde oluşan iskemi, ve yaralanmaların sonucunda sinir iletiminde "nöropraksi" diye bilinen bozukluklar meydana gelmektedir. Günümüzde RP sonrası gelişen ED tedavisinde kullanılan tedavi seçenekleri %27 veya daha düşük oranda klinik etkinlik göstermektedir. Son zamanlarda, kavernöz sinir hasarlı hastalarda, gelişen ED tedavisi için nöroprotektif ve nörorejeneratif tedavi stratejileri araştırmaların odak noktası olmuştur. Bunlardan biri olan adipoz kök hücre tedavisi (ADSCs), preklinik ve sınırlı sayıdaki klinik çalışmalara göre, kavernöz sinir hasarı sonucu oluşan nörolojik ED'de potansiyel bir tedavi stratejisi gibi görünmektedir. Hidrojen sülfür (H2S) nitrik oksit (NO) gibi bir sinyal molekülüdür. H2S düz kaslardaki gevşeme etkisine ve erektil yanıt oluşumuna katkı sağlamaktadır. Bununla birlikte, Çalışmalar H2S'nin oksidatif stresi azaltarak nörodejenerasyona, nöroinflamasyona ve nörovasvasküler hasara karşı koruyucu etkisi olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada, ADSCs ve H2S donörü sodyum hidrojen sülfit (NaHS) kombine kullanımının, ED'yi  deneysel olarak temsil eden iki taraflı kavernöz sinir hasarlı (BCNI) sıçanlarda gelişen ED üzerine etkisi araştırılamıştır. Çalışmamızda yetişkin erkek Sprague-Dawley sıçanlar (n=50) kullanılmıştır. Hayvanlar, (1) Kontrol, (2) 4 haftalık BCNI yapılan sıçanlar, (3) ICP olarak ADSC (1x106) tedavisi yapılan 4 haftalık BCNI'lı sıçanlar, (4) İ.P yolla NaHS (5,6 mg/kg) tedavisi yapılan 4 haftalık BCNI'lı sıçanlar ve (5) Kombine olarak ADSC (1x106) ve NaHS (5,6 mg/kg) tedavisi yapılan 4 haftalık BCNI'lı sıçanlar olmak üzere beş gruba ayrılmıştır. Dört hafta sonunda in vivo deneylerle hayvanların (ICP) ve (MAP) değerleri ölçülmüş ve ICP/MAP değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra izole edilmiş penil dokular organ banyosuna asılarak gevşeme ve kasılma yanıtları in vitro, olarak ilgili ajanlarla tayin edilmiştir. Western Blot tekniği ile eNOS, nNOS, HIF-1α, TGF-β1, CSE, CBS, ve 3-MST seviyeleri tayin edilmiştir. İmmünohistokimyasal analizi kullanarak nNOS, eNOS, HIF-1α ve TGF-β1, CSE, CBS, ve 3-MST proteinlerinin lokalizasyonları tayin edilmiştir.  Masson trichrome tekniğini kullanılarak gruplardan alınan penil dokularda düz kas/kollajen oranı hesaplanmıştır. Sonuçlarımıza göre,  BCNI'lı grupta azalan in vivo erektil yanıtlarının  ve alınan dokularda  endotel ve nitrerjik gevşeme yanıtlarının azaldığı gözlemlenmiştir.  Tekli tedavili gruplarda bu yanıtlar kısmı düzelme görülmüşken, kombinasyon tedavide tamemen düzelmiştir. BCNL'lı grupta kasılma yanıtları azalmış olup tüm tedavi gruplarında düzelmiştir. BCNI'lı grupta eNOS, nNOS, CSE, CBS, 3-MST protein ekspresyonları azalmışkan apoptoz, fibrozis ve hipoksi belirteçleri olan TGF- β1 ve HIF-1α ekspresyonları yükselmiştir. Tekli tedaviler bu ekspresyonları kısmen iyileştirmişken kombinasyon tedavi üstünlük göstermiştir. BCNI modelinde oluşan patolojide, NaHS ve ADSCs kombinasyon tedavisi fonksiyonal ve moleküler düzeyde olumlu etki göstermiştir. Bu sonuçlar gelecekte RP'ye bağlı oluşan ED için başarılı bir tedavi seçeneği olabilir.

Abstract:
Erectile dysfunction (ED) is defined as a permanent deficiency in maintaining or sustaining the necessary erection required for sexual intercourse. Prostate cancer is a common form of cancer in men and the most common treatment method is radical prostatectomy (RP) operation, in which the entire organ is surgically removed. The most common long-term complication of RP is ED. During the surgery, disorders known as "neuropraxia" occur in the nerve conduction as a result of microtraumas, ischemia and injuries occur in the cavernous nerve. Therapies used nowadays in post RP- ED treatment show only 27% or less clinical efficacy. Recently, neuroprotective and neuro-regenerative strategies have been the focus of research for treatment of ED developed in patients with cavernous nerve injury.  According to the few related preclinical and clinical studies adipose tissue derived stem cells (ADSCs) treatment, one of these strategies, seems to be a potential treatment strategy in neurological ED results from cavernous nerve damage. As NO, Hydrogen sulfide (H2S) is a signaling molecule. H2S contributes to the relaxation effect in smooth muscle tissue and the formation of erectile response. In addition, studies have shown that H2S by reducing oxidative stress, has a protective effect against neurodegeneration, neuroinflammation and neurovasvascular damage. In this study, the effect of combined use of ADSCs and H2S donor sodium hydrogen sulfide (NaHS) on ED developing in cavernous  nerve damaged rats were investigated. In our study, adult male Sprague-Dawley rats (n = 50) were used. Animals were divided randomly into five groups: (1) Control, (2) 4 weeks BCNI rats, (3) 4 weeks BCNI rats treated with ADSCs (1x106) by ICP route, (4) 4 weeks BCNI rats treated with NaHS (5.6 mg / kg) by i.p route and  (5) 4 weeks BCNI rats treated with combination of ADSC (1x106) and NaHS (5.6 mg / kg). After 4 weeks, in vivo experiments were done and animals' (ICP) and (MAP) values will be measured and ICP / MAP values were calculated. The isolated corpus cavernsoum tissues were placed in organ bath to examine relaxation and contraction responses to related agents of these tissues in vitro. eNOS, nNOS, HIF-1α, TGF -β1, CSE, CBS and 3-MST levels were determined using Western Blot technique. Localization of nNOS, eNOS, HIF-1α, TGF-β1, CSE, CBS and 3-MST proteins were determined using immunuhistochemical analysis. Smooth muscle /collagen ration were calculated using Masson's Trichrome technique. At the end of 4 weeks, it was observed that in vivo measurments and endothelial and nitrergic in vitro relaxation responses were decreased in BCNI rats. These measurments while partially improved in one therapy groups there were significantly increase in combination therap group. Contractile responses were significantly decreased in BCNI group and were improved by all treatments. While the expressions of eNOS, nNOS, CSE, CBS, 3-MST protein were decreased in BCNI group the expressions of apoptosis, fibrosis and hypoxia markers TGF- β1 and HIF-1α   were significantly increased in this group,while single therapies partially improved the expressions of these proteins, combination therapy showed superiority. The combination therapy with ADSCs and Nahs recovered the pathology formed in BCNI model at the functional and molecular levels. These results can make the combination therapy with NaHS and ADSCs a successful choise for the treatment of post RP-ED in future.