Penisilinle oluşturulan epileptiform aktivitede P2X7 reseptörleri ile kanabinoid CB1 reseptörlerinin etkileşimi
Interaction between P2X7 receptors with cannabinoid CB1 receptors in penicillin-induced epileptiform activity
Yazar: GÖKHAN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. ERDAL AĞAR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Kanabinoidler = Cannabinoids ; Penisilinler = Penicillins ; Reseptörler = Receptors ; Reseptörler-pürinerjik = Receptors-purinergic ; Sentetik kanabinoidler = Synthetic cannabinoids

Özet:
Giriş-Amaç: P2X7 reseptörleri ve kanabinoid CB1 reseptörleri epilepsi fizyopatolojisinde rol oynamaktadırlar. Çalışmamızın amacı, penisilinle oluşturulmuş epileptiform aktivitede bu reseptörlerin olası etkileşimini araştırmaktır.
Yöntem: 84 adet yetişkin erkek Wistar albino sıçan 12 gruba ayrıldı. Üretan anestezisi altında stereotaksik cihaza sabitlenen sıçanların kafataslarına tripolar elektrotlar yerleştirildi. Penisilinle (i.k.) epileptiform aktivite oluşturulduktan yarım saat sonra P2X7 reseptör antagonisti A-438079 (20 µg), agonisti BzATP (100 µg) ve CB1 reseptör agonisti ACEA (7,5 µg), antagonisti AM251 (0,25 µg) tek başlarına ve kombine olarak i.s.v. yoldan uygulandı. 120 dakikalık interiktal spike aktivitesi kaydından sonra sıçanlar dekapite edilerek beyin dokuları çıkarıldı. Sandviç ELISA metodu kullanılarak serebral AOPP, MDA, SOD, CAT ve GSH seviyeleri ölçüldü. İstatistiksel analiz için tek yönlü varyans analizi (ANOVA) testi yapıldıktan sonra gruplar arası çoklu karşılaştırmalarda Tukey-Kramer post-hoc testi kullanıldı.
Bulgular: A-438079 60. dakikadan itibaren, ACEA ise 30. dakikadan itibaren spike frekansını azaltırken; BzATP 20. dakikadan itibaren ve AM251 20. dakikadan itibaren spike frekansını artırdı. A-438079+ACEA kombinasyonu 20. dakikadan itibaren spike frekansını azalttı. A-438079+ACEA kombinasyonu A-438079 grubuna göre 40-60. dakikalar arasında spike frekansını azaltırken, ACEA grubuna göre anlamlı değildi. A-438079+AM251 birlikte uygulandığında AM251, A-438079'un antikonvulzan etkisini blokladı. Yine, BzATP+ACEA uygulandığında, BzATP'nin prokonvulzan etkisi ACEA tarafından bloklandı. BzATP+AM251 (iki prokonvulzan ajan) birlikte uygulandığında ise kombinasyon grubu BzATP'ye göre sadece 110 ve 120. dakikalarda spike frekansını artırırken, AM251 grubuna göre anlamlı bir değişiklik oluşturmadı. A-438079+ACEA kombinasyonu AOPP, MDA, SOD, CAT ve GSH seviyelerini penisilin+SF grubuna göre azalttı. Kombinasyon grubu ne A438079 ne de ACEA grubuna göre anlamlı bir değişim göstermedi. Diğer taraftan, BzATP+AM251 kombinasyonu AOPP, MDA ve GSH düzeylerini penisilin+SF grubuna göre artırırken ne BzATP ne de AM251 grubuna göre anlamlı bir fark bulunmadı.
Sonuçlar: P2X7 reseptörleri bloklandığında ortaya çıkan antiepileptik aktive CB1 reseptörlerinin bloklanmasıyla inhibe olmuştur. P2X7 reseptörlerinin aktivasyonu ile ortaya çıkan proepileptik aktivite ise CB1 reseptörlerinin aktivitesi ile birlikte inhibe edilmiştir. Bu bulgular, P2X7 ve CB1 reseptörleri arasında olası bir etkileşim olduğunu göstermektedir. Bu iki reseptör arasındaki etkileşimin hücre içi yolaklar aracılığıyla mı yoksa reseptörler düzeyinde bir etkileşim nedeniyle mi gerçekleştiğini saptamak için ileri düzey moleküler çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Introduction-Aim: P2X7 receptors and cannabinoid CB1 receptors are play a role in the physiopathology of epilepsy. The aim of this study is to investigate the possible interaction of these receptors in penicillin-induced epileptiform activity. 
Methods: Adult male Wistar albino rats (n=84) were divided into 12 groups. Under urethane anesthesia rats were fixed to the stereotaxic device and tripolar electrodes were placed on the skulls. Half an hour after induction of epileptiform activity with penicillin (i.c.), P2X7 receptor antagonist A-438079 (20 µg), agonist BzATP (100 µg) and CB1 receptor agonist ACEA (7.5 µg), antagonist AM251 (0.25 µg) administrated intracerebroventricularly alone and in combination. After 120 minutes of recording of interictal spike activity, the rats were decapitated and brain tissues were extracted. Cerebral AOPP, MDA, SOD, CAT and GSH levels were measured using the sandwich ELISA method. For statistical analysis, One-way analysis of variance (ANOVA) test was performed and after Tukey-Kramer post-hoc test was used for multiple comparisons between groups.
Results: While A-438079 decreases the spike frequency from the 60th minute and ACEA from the 30th minute; BzATP increased the spike frequency from the 20th minute and AM251 from the 20th minute. The combination of A-438079+ACEA decreased the spike frequency from the 20th minute. While the combination of A-438079+ACEA decreased the spike frequency between 40-60 min compared to the A-438079 group, it was not significant compared to the ACEA group. When A-438079+AM251 was administered together, AM251 blocked the anticonvulsant effect of A-438079. On the other hand, when BzATP+ACEA was administered, the proconvulsant effect of BzATP was blocked by ACEA. When BzATP+AM251 (two proconvulsant agents) was applied together, the combination group increased the spike frequency only at 110 and 120 minutes compared to BzATP, but did not alter spike activity compared to the AM251 group. A-438079+ACEA combination decreased AOPP, MDA, SOD, CAT and GSH levels compared to penicillin+SF group. The combination group did not differ significantly from either the A438079 or ACEA group. On the other hand, while the combination of BzATP+AM251 increased AOPP, MDA and GSH levels compared to the penicillin+SF group, no significant difference was found compared to either BzATP or AM251 groups.
Conclusions: Antiepileptic activity by blocking P2X7 receptors was inhibited by blocking the CB1 receptors. Proepileptic activity by the activation of the P2X7 receptors was inhibited by the activation of CB1 receptors. These findings suggest a possible interaction between P2X7 and CB1 receptors. Further molecular studies are needed to determine whether the interaction between these two receptors occurs through intracellular pathways or due to an interaction at the receptor level.