SGLT-2 inhibitörlerinin vasküler etkilerinde NLRP3 inflamazomu ve senesensin rolünün değerlendirilmesi
Evaluation of the role of NLRP3 inflammasome and senescence in the vascular effects of SGLT-2 inhibitors
Yazar: AYLİN VİDİN ŞEN
Danışman: DOÇ. DR. FATOŞ İLKAY ALP YILDIRIM
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Diyabet kronik, düşük düzey inflamatuvar bir hastalıktır. Diyabette NLRP3 inflamazomu aktive olmakta ve diyabetik kardiyovasküler komplikasyonlar ile ilişkilendirilmektedir.  Hücresel senesensin diyabet gelişimi ve ilerlemesinde önemli bir mekanizma olduğu düşünülmektedir. Hiperglisemi, endotel hücre senesensinin önemli bir düzenleyicisidir. Bu çalışmada, diyabet ve kalp yetmezliği tedavisinde endikasyonu olan  SGLT-2 inhibitörü Dapagliflozin'in insan İnternal Mamaryal Arter (İMA) ve Safen Ven (SV) gibi bypass greftlerinin vasküler reaktiviteleri üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi ve insan umbilikal ven endotel hücre (HUVEC) ve insan koroner arter endotel hücre (HCAEC) kültürlerinde NLRP3 inflamazom aktivasyonu ve senesens yolaklarında Dapagliflozin'in etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Diyabetik ve non-diyabetik hastalardan izole edilen greftler normoglisemik (5.5 mM) veya hiperglisemik (25 mM) koşullarda 0,5 µM Dapagliflozin ile 16 saat inkübe edilmiş sonrasında  kasılma ve gevşeme yanıtları izole organ banyosu sistemi ile değerlendirilmiştir. HUVEC ve HCAEC hücrelerinin normoglisemik (5.5 mM) veya hiperglisemik (25 mM) koşullarda 48 saat boyunca 0,5 µM veya 1 µM Dapagliflozin inkübasyonu sonrası sitotoksisite, oksidatif stres, apoptoz, hücre döngüsü ve bunlarla ilişkili proteinlerin mRNA ve protein ekspresyonları, SA-β-gal boyama ile ise senesent hücre oranları belirlenmiştir. Dapagliflozin, diyabetik hastalardan izole edilen IMA ve SV greftlerinde ve non-diyabetik hastalardan izole edilen IMA greftlerinde hiperglisemi ile indüklenen vasküler reaktiviteyi azaltmış ve diyabetik IMA greftlerinde azalan endotel bağımlı gevşeme yanıtlarını iyileştirmiştir. HUVEC hücrelerinde hiperglisemi ile artan sitotoksisite, Dapagliflozin varlığında azalmıştır. Hiperglisemik koşulda Dapagliflozin ile inkübasyon NLRP3 inflamozom komponentinin bileşenleri  olan ASC ve kaspaz-1 mRNA ve protein ekspresyonlarında azalma sağlamıştır. HCAEC hücrelerinde hiperglisemi ile artan p16 mRNA ekspresyonları, Dapagliflozin varlığında anlamlı düzeyde azalmıştır. HUVEC ve HCAEC hücrelerinde senesensi ifade eden SA-β-gal pozitif hücre oranında, Dapagliflozin ile anlamlı düzeyde azalmA gözlenmiştir. Çalışmamız, Dapagliflozin'in diyabetle indüklenen vazopazmda ve endotel disfonksiyonunda hem venöz hem de arteryal damar yataklarında olumlu etkileri olduğunu, söz konusu kardiyovasküler pleiotropik etkilerine, NLRP3 inflamazomu ve senesens ile ilişkili mekanizmaların eşlik ettiğini işaret etmektedir.

Abstract:
Diabetes is a chronic, low-grade inflammatory disease. NLRP3 inflammasome activation occurs in diabetes and is associated with diabetic cardiovascular complications. Cellular senescence is considered an important mechanism in the development and progression of diabetes. Hyperglycemia is a significant regulator of endothelial cell senescence. This study aims to evaluate the effects of Dapagliflozin on vascular reactivity of human Internal Mammary Artery (IMA) and Saphenous Vein (SV) bypass grafts, as well as the effects of Dapagliflozin on NLRP3 inflammasome activation and senescence pathways in Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) and Human Coronary Artery Endothelial Cells (HCAEC) cultures. Grafts isolated from diabetic and non-diabetic patients were incubated with 0.5 µM Dapagliflozin under normoglycemic (5.5 mM) and hyperglycemic (25 mM) conditions for 16 hours, and contraction and relaxation responses were evaluated using an isolated organ bath system. Cytotoxicity, oxidative stress, apoptosis, cell cycle, mRNA and protein expressions of related proteins, and senescent cell rates were determined after incubation with 0.5 µM or 1 µM Dapagliflozin for 48 hours under normoglycemic (5.5 mM) or hyperglycemic (25 mM) conditions in HUVEC and HCAEC cells. Dapagliflozin reduced increased vascular reactivity which induced by hyperglycemia in IMA and SV grafts isolated from diabetic patients, and in IMA grafts isolated from non-diabetic patients. Dapagliflozin improved decreased endothelium-dependent relaxation responses in diabetic IMA grafts. In HUVEC cells, hyperglycemia induced cytotoxicity was decreased in the presence of Dapagliflozin. Incubation with Dapagliflozin under hyperglycemic conditions resulted in decreased mRNA and protein expressions of ASC and caspase-1, components of the NLRP3 inflammasome, in HUVEC cells. In HCAEC cells, increased p16 mRNA expressions induced by hyperglycemia were significantly decreased in the presence of Dapagliflozin. The proportion of SA-β-gal-positive cells was significantly decreased with Dapagliflozin in both HUVEC and HCAEC cells. Our study suggests that, Dapagliflozin has favorable effects on diabetes-induced vasopasm and endothelial dysfunction in both venous and arterial vascular beds and that these cardiovascular pleiotropic effects are accompanied by mechanisms related to the NLRP3 inflammasome and senescence.