Investigation of ivermectin activity by behavioral and molecularmethods in rats with schizophrenia model created with mk-801
MK-801 ile şizofreni modeli oluşturulmuş şıçanlardaivermektin etkinliğinin davranışsal ve molekülerincelenmesi
Yazar: SELVA KARABULUT
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN ÜNAL
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Şizofreni = Schizophrenia

Özet:
Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre dünya genelinde prevelansı %0,7 olan şizofreni, psikiyatri hastalıkları arasında önemli bir yer tutan kompleks ve yıkıcı bir hastalıktır. Şizofreni hastalığını oluşturan semptomlar pozitif, negatif ve bilişsel (kognitif) semptomlar olarak üç ana başlıkta toplanmaktadır. Şizofreninin tedavisinde kullanılan mevcut ilaçlar ciddi yan etkilerinin olması, hastalığın pozitif semptomlarında belirgin bir düzelme sağlasalar bile negatif ve bilişsel semptomlarda yeterince etki göstermemesi nedeniyle tedaviden yeterli yanıt alınamamıştır. Tüm bunlar göz önüne alındığında şizofreni için yeterli tedavi sağlanamadığı ve şizofreninin yeni ilaç geliştirme açısından önemli bir hedef olduğu söylenebilir. Şizofreni patogenezine ilişkin son yıllarda giderek daha çok dikkat çeken yaklaşımlardan biri de beyinde temel eksitatör nörotransmitter olan glutamatın aktivitesinde azalmaya işaret eden glutamaterjik hipoaktivite hipotezidir. Söz konusu hipotez kapsamında beyin korteks yapısında glutamaterjik nörotransmisyonun azalmasının, şizofreni tablosuna eşlik eden bilişsel fonksiyon bozukluklarına yol açan etkenlerden biri olabileceği ileri sürülmektedir. Yine bu noktadan hareketle, beyindeki limbik bölgeleri inerve eden temel inhibitör sistem olan GABAerjik nöronları uyaran glutamaterjik nöronların aktivitesinin azalması da bu bölgelerde GABAerjik nöronlar aracılığıyla gerçekleşen nöronal baskılanmanın azalmasına ve sonuç olarak bu bölgelerin gereğinden fazla uyarılmasına yol açmaktadır. Son yıllarda gerçekleştirilen çalışmalar klinikte antiparaziter bir ilaç olarak kullanılan ivermektinin iyon kapılı reseptörler üzerine modülatör etkinliğini ortaya koymuştur. Bu çalışmalar ivermektinin glutamat kapılı klor kanalları, gama amino bütirik asit (GABA) – A reseptörleri, α-7 nikotinik asetilkolin reseptörleri (nAChR) ve pürinerjik P2X4 reseptörleri üzerinde pozitif allosterik modülasyona sahip olduğunu göstermektedir. Bunun yanısıra, şizofreni patolojisinde α-7 nAChR fonksiyonlarının azaldığını ve α-7 nAChR pozitif allosterik modülatörlerinin şizofreni semptomlarını azaltmada etkili olabileceğini gösteren çalışmalar bulunmaktadır. Bu nedenle çalışmamızda, sıçanlarda MK-801 ile oluşturulmuş şizofreni modelinde ivermektinin şizofreninin pozitif, negatif ve kognitif semptomları üzerine etkileri davranışsal ve moleküler olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, Wistar cinsi dişi albino sıçanlar kontrol, MK-801 (0,2 mg/kg), MK-801+ivermektin (1mg/kg), MK-801+risperidon (0,3 mg/kg), MK-801+haloperidol (1mg/kg), MK-801+ivermektin+risperidon, MK-801+ivermektin+haloperidol  (her grupta n=7) olarak 7 grup oluşturulmuştur. Sıçanlardaki şizofreni benzeri davranışları değerlendirmek için ise lokomotor aktivite, sosyal etkileşim, yeni nesne tanıma, Y-labirent testleri ve moleküler mekanizmaları değerlendirmek için ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) testi yapılmıştır. Çalışmamızda MK-801'in sıçanlarda sosyal etkileşimi, yeni nesne tanıma ve Y-labirent testleri ile kognitif performansı azalttığını göstermiştir. İvermektin lokomotor aktivite ve Y-labirent testlerinde kognitif bozulmayı geri çevirmiştir. Ancak sosyal etkileşim testinde ise MK-801'in neden olduğu sosyal eksiklikleri iyileştirememştir. Yaptığımız moleküler çalışmalar ile MK-801'in sıçanlarda GAD67 ve parvalbumin düzeylerini azalttığı ve bu azalmayı ivermektinin geri çevirdiği görülmüştür. Ayrıca ivermektine ek olarak tedaviyi risperidon ve haloperidol ile desteklediğimizde şizofreninin neden olduğu GAD67 ve parvalbumin düzeylerinindeki azaltmayı geri çevirdiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak çalışmamızda ivermektin uygulamasının şizofrenide bir tedavi seçeneği olabilirliği ile ilgili ümit vaad eden bulgular elde edilmiş olup hipotezimin doğrulanması için ileri çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Schizophrenia, with a worldwide prevalence of 0.7% according to World Health Organization data, is a complex and devastating disease that occupies an important place among psychiatric diseases. The symptoms of schizophrenia are grouped under three main headings: positive, negative and cognitive symptoms. Current drugs used in the treatment of schizophrenia have not received sufficient response from the treatment because they have serious side effects and do not have sufficient effect on the negative and cognitive symptoms, even if they provide a significant improvement in the positive symptoms of the disease. Considering all these, it can be said that adequate treatment for schizophrenia cannot be provided and that schizophrenia is an important target for new drug development. One of the approaches to the pathogenesis of schizophrenia that has attracted increasing attention in recent years is the glutamatergic hypoactivity hypothesis, which indicates a decrease in the activity of glutamate, the main excitatory neurotransmitter in the brain. Within the scope of the hypothesis in question, it is suggested that the decrease in glutamatergic neurotransmission in the cerebral cortex structure may be one of the factors causing cognitive dysfunctions accompanying schizophrenia. Again, from this point, the decrease in the activity of glutamatergic neurons that stimulate GABAergic neurons, the main inhibitory system that innervates the limbic regions in the brain, leads to a decrease in the neuronal suppression through GABAergic neurons in these regions and, as a result, to excessive stimulation of these regions. Studies carried out in recent years have revealed the modulatory activity of ivermectin, which is used clinically as an antiparasitic drug, on ion-gated receptors. These studies show that ivermectin has positive allosteric modulation on glutamate-gated chloride channels, gamma amino butyric acid (GABA)–A receptors, α-7 nicotinic acetylcholine receptors (nAChR), and purinergic P2X4 receptors. In addition, there are studies showing that α-7 nAChR functions are reduced in schizophrenia pathology and that α-7 nAChR positive allosteric modulators may be effective in reducing schizophrenia symptoms. Therefore, in our study, the effects of ivermectin on the positive, negative and cognitive symptoms of schizophrenia were investigated behaviorally and molecularly in the schizophrenia model created with MK-801 in rats. For this purpose, Wistar female albino rats were injected with saline, MK-801 (0.2 mg/kg), MK-801+ivermectin (1mg/kg), MK-801+risperidone (0.3 mg/kg), MK- 7 groups were created: 801+haloperidol (1mg/kg), MK-801+ivermectin+risperidone, MK-801+ivermectin+haloperidol (n=7 in each group). To evaluate schizophrenia-like behaviors in rats, locomotor activity, social interaction, new object recognition, Y-maze tests and ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) tests were performed to evaluate molecular mechanisms. Our study showed that MK-801 reduced social interaction, novel object recognition and cognitive performance in Y-maze tests in rats. Ivermectin reversed cognitive impairment in locomotor activity and Y-maze tests. However, in the social interaction test, it could not improve the social deficits caused by MK-801. Our molecular studies showed that MK-801 reduced GAD67 and parvalbumin levels in rats, and ivermectin reversed this decrease. In addition, it was observed that when we supported the treatment with risperidone and haloperidol in addition to ivermectin, it reversed the decrease in GAD67 and parvalbumin levels caused by schizophrenia. In conclusion, promising findings were obtained in our study regarding the possibility of ivermectin application as a treatment option in schizophrenia, and further studies are needed to confirm our hypothesis.