Sıçanlarda metotreksat kullanımının neden olduğu sinir sistemi dejenerasyonuna agmatinin etkisi
The effect of agmatine on nervous system degeneration induced by the use of methotrexate in rats
Yazar: HATİCE FULYA YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM BOZKURT GİRİT
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Amaç: Kemoterapötik tedavinin yaygın yan etkilerinden biri merkezi sinir sistemi nörotoksisitesini ve periferal nöropatiyi içeren nörodejenerasyondur. Bu çalışmada   kemoterapötik bir ajan olan Metotreksat (MTX) ile oluşturulan nörotoksisite ve periferal nöropatide Agmatinin (AgM) terapötik etkinliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. 
Gereç ve Yöntem: Çalışmada Wistar albino cinsi erkek sıçanlardan kontrol, MTX, AgM ve MTX-AgM (n=10) olmak üzere 4 deney grubu oluşturulmuştur. MTX gruplarına, 3 hafta boyunca, haftada 1 kez 37,5 mg/kg MTX intraperitonal (i.p) enjeksiyonu uygulanarak kimyasal nöropati modeli oluşturulmuştur. Sonrasında, tedavi gruplarına 1 hafta boyunca, günde 2 doz 40 mg/kg AgM (i.p) uygulanmıştır. Deney süresince siyatik fonksiyonel indeks (SFI), açık alan (OF) nosiseptif testleri; AgM uygulamasının bitimiyle su labirenti ve rotarod davranış testleri uygulanmıştır. Siyatik sinirden gerçekleştirilen elektrofizyolojik ölçümlerden sonra denekler sakrifiye edilerek siyatik sinir ve omurilik dokuları alınmıştır. Dokulardaki bazı apoptotik ve mitofajik yolak proteinlerinin ekspresyon seviyeleriyle ve histopatolojik değişimler belirlenmiştir. 
Bulgular: MTX uygulamasının, siyatik sinir dokusunda akson çapını, miyelin kılıf kalınlığını, miyelinli sinir lif çapını azaltığı; dolayısıyla nosiseptif ağrı algısında, sinir ileti hızında ve SFI skorunda düşüşe neden olduğu gözlemlenmiştir. MTX uygulanan gruplarda AgM'in akson çapında, miyelinli kılıf kalınlığında, nosiseptif ağrı algısında, sinir ileti hızında ve SFI skorunda artış sağladığı gözlemlenmiştir. MTX uygulamasıyla azalan lokomotor aktivite, öğrenme ve hafıza becerilerinin AgM uygulamasıyla arttığı gözlemlenmiştir. MTX uygulamasının apoptotik yolakta anlamlı olmayan bir aktivite artışına ve mitofaji ile ilgili yolakta anlamlı bir değişime neden olmadığı görülürken; MTX-AgM uygulamasının apoptozu baskıladığı gözlemlenmiştir. Omurilik dokusu torakal bölgede MTX nedenli oluşan dejeneratif değişikliklerekarşı AgM'nin terapötik etki gösterdiği gözlemlenmiştir.
Sonuç: AgM'in, MTX'la indüklenen nörodejenerasyonda umut vadeden bir terapötik etkinliği olduğu gözlemlenmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Metotreksat, Agmatin, Siyatik sinir, Omurilik, Periferal Nöropati, Nörodejenerasyon.

Abstract:
Objective: One of the common side effects of chemotherapeutic treatment is neurodegeneration, including central nervous system neurotoxicity and peripheral neuropathy. This study aims to investigate the therapeutic efficacy of Agmatine (AgM) on Methotrexate (MTX)-induced neurotoxicity and peripheral neuropathy.
Materials and Methods: Male Wistar albino rats were divided into four groups, namely control, MTX, AgM and MTX-AgM (n=10). MTX was administered at a weekly dose of 37.5 mg/kg (intraperitoneal) for 3 weeks. Then, AgM was administered at a 40 mg/kg dose twice a day for 7 days. Nociceptive pain perception and behavioral alterations were determined via sciatic functional index (SFI), water maze, rotarod and open field tests. Electrophysiological recordings were collected and expression levels of some apoptotic and mitophagic markers and tissue histopathology were assessed. 
Results: MTX administration resulted in a decreased axon diameter, myelin sheath thickness and myelinated nerve fiber diameter in sciatic nerves, which produced a decrease in nociceptive pain perception, nerve conduction velocity and SFI score. An increase in axon diameter, myelinated sheath thickness, nociceptive pain perception, nerve conduction velocity and SFI score were observed in MTX-AgM group. The decreased locomotor activity, learning and memory skills upon MTX administration were increased with AgM treatment. MTX administration led to a slight increase in the apoptotic pathway triggering and did not altered mitophagic pathway initiation, while AgM administration suppressed apoptosis. The MTX-induced degenerative changes observed in the spinal cord thoracic region were improved upon AgM administration. 
Conclusion: AgM was observed to possess a promising therapeutic efficacy on MTX-induced neurodegeneration. 
Keywords: Methotrexate, Agmatine, Sciatic nerve, Spinal Cord, Peripheral Neuropathy, Neurodegeneration.