Hipoksi/RE-oksijenasyona maruz kalan kardiyomiyositlerde metilprednizolon'un endoplazmik retikulum stresi üzerindeki etkisinin araştırılması
Effects of the methylprednisolone on the endoplasmic reticulum stress in cardiomyocytes exposed to hypoxia/reoxygenation
Yazar: MERVE BUNSUZ
Danışman: PROF. DR. ASUMAN SUNGUROĞLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Hipoksi = Hypoxia ; Metilprednizolon = Methylprednisolone ; Miyokardial reperfüzyon = Myocardial reperfusion ; Miyokardial reperfüzyon lezyonu = Myocardial reperfusion injury ; Proteinler = Proteins

Özet:
Miyokardiyal İnfarktüs (MI) koroner arterde tıkanıklık neticesinde, miyokardiyal dokuya yeterli kan akışının sağlanamaması ve iskemi sonrası kardiyomiyositlerin ölümüne neden olan bir hastalıktır. Kalp dokusunda meydana gelen bu hipoksik koşullar, hücre homeostazını bozarak Endoplazmik Retikulum (ER) üzerinde bir stres oluşturur. ER stresi, hücrede katlanmamış proteinlerin birikmesi sonucu adaptif mekanizma olarak Katlanmamış Protein Yanıtını (UPR) başlatır. Glukokortikoid türevlerinin ön-uygulama olarak kullanılmasının, deneysel oluşturulan MI sonrası kardiyak hasarı ciddi ölçüde azalttığı yapılan çalışmalar ile ortaya koyulmuştur ancak etki mekanizması tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu tez çalışmasında, Metilprednizolon (MP) ön-uygulaması yapılan AC16 insan ventriküler kardiyomiyosit hücreleri uygulamadan 24 saat sonra hipoksi/re-oksijenasyona (H/R) tabi tutulmuştur. MP uygulanan grup ile, MP uygulanmayan grup arasında MTT canlılık analizi ve RT-PCR ile HIF1α, GRP78, PERK, IRE1, ATF6, CHOP, HSP72, BAX, BCL2, BCL-xL genlerinin ekspresyon farklılıkları tespit ve analiz edilmiştir. MP uygulanmayan kardiyomiyositlerde H/R sonrası hücre ölümünün yüksek olduğu ve H/R'nin neden olduğu ER stresi ilişkili GRP78, PERK, IRE1, ATF6, HSP72 genlerinin ifadesi yüksek bulunarak UPR yanıtının daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç MP uygulanmayan grupta, hipoksiye karşı töleransın düşük olduğu ve MP uygulamasının hücrelerde ER stresini azalttığını göstermektedir. Çalışmamızda ayrıca MP ön-uygulamasının kardiyomiyosit hücrelerinde, H/R sonrası gelişen ER stres-aracılı ölüme karşı BAX ve CHOP genlerinin inhibisyonunu yaparak adaptif cevabın apoptotik yolağa geçişine engel olduğu da gösterilmiştir. Bu sonuçlar bize MP-ön muamelesinin kardiyomiyosit hücrelerini H/R hasarına karşı dayanıklı hale getirdiği ve düşük dozlarda MP kullanımının olası bir MI'a karşı kalp dokusunda koruyucu etki gösterebileceğini özetler niteliktedir. Çalışmamızın sonuçlarına dayanarak klinik olarak uygulanması kolay ve FDA onaylı formları kolay temin edilebilen bir glukokortikoid olan MP'un, MI riski taşıyan insanlarda kullanılmasının hastalığın kötü prognozuna engel olabilecek bir ajan olduğu düşüncesindeyiz.

Abstract:
Myocardial Infarction (MI) is a disease which occurs in the result of coronary artery occlussion and triggers death of cardiomyocytes. Hypoxic conditions perturb the cell homeostasis in the heart and lead to cellular stress on the Endoplasmic Reticulum (ER). ER stress induces the Unfolded Protein Response (UPR) because of the aggregation of unfolded proteins. Using of glucocorticoid derivatives on the hypoxic cardiac cells, decreasees the cardiac damage dramatically. However the mechanism of action is not fully understood.
In this thesis, AC16 human ventricular cell line is pre-treated with Methylprednisolone (MP) for 24 hours and following exposed to hypoxia/reoxygenation (H/R). We performed MTT viability assay and RT-PCR between MP pre-treated group and non-treated group. We analised the alteration of HIF1α, GRP78, PERK, IRE1, ATF6, CHOP, HSP72, BAX, BCL2, BCL-xL genes expressions between two groups. In non-treated cardiomyocytes following H/R, cell viability is lower than treated group and ER stres-associated genes include GRP78, PERK, IRE1, ATF6 and HSP72 are upregulated in consequence of exessive UPR activation. This result showed that, in non-treated group, hypoxic tolerance is poor and treatment of MP enhanced the cell survival, diminished the ER stress and inhibited the BAX and CHOP gene expressions. MP treatment prevents apoptotic shift following long term ER stres conditions.
These results shows that MP pre-treatment makes cardiomyocyte cells resistant to H/R damage and using of low dosage MP has cytoprotective effect. According to our results, we recommend that using of low dosage MP for the people, at the risk of MI, is prevents malign prognosis of the disease.