Radyoterapi görmüş ratlarda pentoksifilinin HIF-1α gen ekspresyonu ve serum HIF-1α düzeyleri üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of pentoxifylline on HIF-1ALPHA gene expression and serum HIF-1α levels in irradiated rats
Yazar: MERVE DEMİR GÜLEÇ
Danışman: DOÇ. DR. KIVANÇ BEKTAŞ KAYHAN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Fibroz = Fibrosis ; Gen ifadesi = Gene expression ; HIF-1a = HIF-1a ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Pentoksifilin = Pentoxifylline ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Radyoterapi uygulamalarında, sağlıklı dokularda irradyasyona bağlı pek çok geç dönem komplikasyon karşımıza çıkmaktadır. Bu komplikasyonlardan biri de radyasyona bağlı fibrozistir. Baş boyun kanserlerinde radyoterapi uygulanan olgularda gelişebilen RBF'nin, hayat kalitesini düşüren ve trismus gibi diş hekimliği uygulamalarında da karşımıza çıkabilen pek çok olumsuz, ilerleyici özellikte semptomu mevcuttur. Çalışmamızda, pentoksifilinin dokulardaki hipoksik hasara karşı önleyici/tedavi edici etkinliğinin, irradyasyona bağlı fibrozis modeli oluşturduğumuz ratlarda, HIF-1α gen ekspresyon düzeyi ve buna eşlik eden histopatolojik bulgular üzerinden değerlendirilmesi planlanmıştır. Araştırmamızda kullanılan 17 adet erkek Sprague Dawley türü ratlar 3 gruba ayrılmıştır. 1. grup sadece radyoterapi uygulanmış deney grubu (R), 2. grup radyoterapi sonrasında 24 gün boyunca oral pentoksifilin uygulanan deney grubudur (PR). 3. grup tamamen sağlıklı 5 adet rattan oluşan kontrol grubudur (K). Kontrol grubundan rastgele seçilen 3 rata 24 gün boyunca oral pentoksifilin verilmiştir (K (+)). Deney gruplarına anestezi altında, 90Gy ekuvalan tek doz radyoterapi uygulanmıştır. Radyoterapi uygulmasını takiben fibrozis gelişmesini beklediğimiz süreçte, PR ve K (+) gruplarına, profilaktik amaçla oral pentoksifilin verilmiştir. 24. günün sonunda gruplar sakrifiye edilmiş ve kan örnekleri ile birlikte radyasyona maruz kalan M. rectus femoris kaslarından doku örnekleri alınmıştır. Kan örneklerinde HIF-1α gen ekspresyonu için ELISA çalışılmış; doku örneklerinde de histopatolojik bulgular ve Real-Time PCR bulguları değerlendirilmiştir. Histopatolojik incelemelerde radyasyona bağlı fibrozisin oluşmaya başladığı ancak matürasyonunun tam anlamıyla gerçekleşmediği belirlenmiştir. HIF-1α gen ekspresyonunun Real-Time PCR bulguları istatistiksel anlamlılık düzeyine ulaşamasa da gelişen fibrozis ile HIF-1α ekspresyonu arasında pozitif yönlü korelasyon olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca pentoksifilinin, radyasyona bağlı fibrozis üzerinde olumlu etkiler oluşturduğu da gözlemlenmiştir. Çalışmamız pentoksifilinin RBF'yi sınırlama imkânı sunduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: pentoksifilin, fibrozis, radyasyona bağlı fibrozis, HIF-1α, radyoterapi
Bu çalışma İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 2020-36622.

Abstract:
One of these complications is radiation-induced fibrosis. Radiation-induced fibrosis, which can develop in cases treated with radiotherapy in head and neck cancers, has many negative, progressive symptoms that reduce the quality of life and can also be encountered in dental practices such as trismus.In our study, it was planned to evaluate the preventive/therapeutic efficacy of pentoxifylline against hypoxic damage in tissues in rats with irradiation-induced fibrosis model, based on HIF-1α gene expression level and accompanying histopathological findings. 17 male Sprague Dawley rats used in our study were divided into 3 groups. The first group is the experimental group (R) that only received radiotherapy, and the second group is the experimental group (PR), which is administered oral pentoxifylline for 24 days after radiotherapy. The third group is the control group (K) consisting of 5 completely healthy rats. Oral pentoxifylline was given to 3 rats randomly selected from the control group for 24 days (K (+)).  A single dose of 90Gy equivalent radiotherapy was administered to the experimental groups under anesthesia. Oral pentoxifylline was given to the PR and K (+) groups for prophylactic purposes, while we expected fibrosis to develop following radiotherapy. At the end of the 24th day, the groups were sacrificed and tissue samples were taken from M.rectus femoris muscles exposed to radiation along with blood samples. ELISA was studied for HIF-1 gene expression in blood samples; histopathological findings and Real-Time PCR findings were also evaluated in tissue samples. In histopathological examinations, it was determined that radiation-induced fibrosis started to form, but its maturation was not fully realized. Although Real-Time PCR findings of HIF-1α gene expression could not reach statistical significance, it was concluded that there was a positive correlation between developing fibrosis and HIF-1α expression.  It has also been observed that pentoxifylline has positive effects on radiation-induced fibrosis. Our study shows that pentoxifylline offers the opportunity to limit radiation-induced fibrosis.
Key Words: Pentoxifylline, Fibrosis, Radiation Induced Fibrosis, HIF-1α, Radiotherapy
This study was supported by Istanbul University Scientific Research Projects Unit. Project No: 2020-36622.