Sıçanlarda monosodyum iyodoasetat ile oluşturulan deneysel osteoartrit modelinde gelişebilecek inflamatuvar yanıt, oksidatif stres ve dejeneratif süreçte mTOR'un katkısının araştırılması
Investigation of the contribution of mTOR in the inflammatory response, oxidative stress and degenerative process in the experimental osteoarthritis model generated with monosodium iodoacetate in rats
Yazar: BANU KILIÇ
Danışman: PROF. DR. SEYHAN ŞAHAN FIRAT
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Eczacılık Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Eklem hastalıkları = Joint diseases ; Mammalian target of rapamycin = Mammalian target of rapamycin ; Matriks metalloproteinazlar = Matrix metalloproteinases ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Osteoartrit = Osteoarthritis ; Sıçanlar = Rats ; Tümör nekroz faktörü-alfa = Tumor necrosis factor-alpha ; İnflamasyon = Inflammation ; İnflamatuar belirteçler = Inflammatory markers ; İnterlökin 1 = Interleukin 1

Özet:
Çalışmamızda, sıçanlarda monosodyum iyodo asetat (MİA) ile oluşturulan osteoartrit ve ilişkili patofizyolojik değişikliklerde mTOR'un rolünün olup olmadığı, mTOR etkinliğinde oluşabilecek değişikliklerle ortaya çıkabilecek inflamatuvar yanıt, oksidatif stres ve eklem dejenerasyonu ile bu süreçte rolü olabilecek diz ekleminde ödem oluşumu, eklemde makroskobik ve histopatolojik değişiklikler, IL-1β, TNF-α, NOX4, p22phox ve MMP-13 ekspresyon/etkinlikleri ile ilişkilendirilerek araştırıldı. Sıçanlar 4 gruba ayrıldı: Kontrol (SF; 25 μl, i.a.), OA grubu (MİA; 2 mg/25 μl, i.a.), Rapamisin (1 mg/kg/gün, i.p.), OA + Rapamisin. Kontrol grubundaki sıçanların diz ekleminlerine SF, OA ve OA+Rapamisin grubundaki sıçanların ise 25 μl SF içerisinde çözülmüş 2 mg MİA enjeksiyonu yapıldı. Rapamisin grubundaki sıçanlara sadece rapamisin enjeksiyonu yapıldı. MİA+rapamisin grubunda bulunan sıçanlara yapılan MİA enjeksiyonu ile birlikte 14 gün boyunca iki günde bir seçici mTOR inhibitörü rapamisin uygulandı. MİA enjeksiyonundan önce ve enjeksiyondan sonra 14. Günde, tüm hayvanların diz eklem çapları eklem bölgesindeki ödemin göstergesi olarak ölçülüp, 14. günün sonunda tüm sıçanlara ötenazi uygulanarak diz eklemleri, sinoviyal dokuları ve kan örnekleri alındı. Diz eklemlerinde, eklem dejenerasyonunun göstergeleri olarak, kıkırdak dokusunda yumuşama ve doku zedelenmesi makroskopik bulgular ile kondrosit hücre yapısındaki anormallikler, tidemark devamlılığı, kıkırdağın proteoglikan ve glikozaminoglikan içeriğini gösteren histopatolojik değişiklikler incelendi ve sinoviyal dokuda kıkırdak zedelenmesinin önemli bir göstergesi olan MMP-13 ekspresyonu ölçüldü. Ayrıca sinoviyal dokuda, inflamasyon ve beraberinde gelişen oksidatif stresin göstergeleri olarak IL-1β, p22phox, NOX4 ekspresyonu ve rpS6 fosforilasyonu ile serumda TNF-α düzeyleri ölçüldü. Bulgularımız, mTOR etkinliğindeki artışın, sıçanlarda MİA ile oluşturulan OA ve ilişkili patofizyolojik değişikliklere aracılık eden inflamatuvar yanıt, oksidatif stres ve ilişkili eklem dejenerasyonu ile bu süreçlerde rol alan IL-1β, TNF-α, p22phox, NOX4 ve MMP-13 etkinliğindeki artışa katkıda bulunduğunu göstermektedir.

Abstract:
In our study, we investigated whether mTOR has a role in osteoarthritis and related pathophysiological changes induced by monosodium iodo acetate (MIA) in rats, inflammatory response that may occur with changes in mTOR activity, oxidative stress and joint degeneration and oedema formation in the knee joint, macroscopic and joint oedema formation in the joint, which may play a role in this process. Histopathological changes were investigated in association with IL-1β, TNF-α, NOX4, p22phox and MMP-13 expression/activities. Rats were divided into 4 groups: Control (SF; 25 μl, i.a.), OA group (MIA; 2 mg/25 μl, i.a.), Rapamycin (1 mg/kg/day, i.p.), OA + Rapamycin. The knee joints of the rats in the control group were injected with SF, OA, and the rats in the OA+Rapamycin group were injected with 2 mg of MIA dissolved in 25 μl of SF. Rats in the rapamycin group were only injected with rapamycin. Rats in the MIA +rapamycin group were administered selective mTOR inhibitor rapamycin every other day for 14 days with MIA injection. Knee joint diameters of all animals were measured as an indicator of edema in the joint area before and on the 14th day after the MIA injection, and at the end of the 14th day, all rats were euthanized and their knee joints, synovial tissues and blood samples were taken. In the knee joints, as indicators of joint degeneration, softening and tissue damage in the cartilage tissue, macroscopic findings, abnormalities in the chondrocyte cell structure, tidemark continuity, histopathological changes showing the proteoglycan and glycosaminoglycan content of the cartilage were examined. In addition, IL-1β, p22phox, NOX4 expression and rpS6 phosphorylation as indicators of inflammation and accompanying oxidative stress in synovial tissue and TNF-α levels in serum were measured. Our findings show that the increase in mTOR activity contributes to the inflammatory response, oxidative stress and related joint degeneration mediated by MIA -induced OA and related pathophysiological changes in rats, and to the increase in the activity of IL-1β, TNF-α, p22phox, NOX4 and MMP-13, which are involved in these processes.