Gümüşdüğme (Tanacetum parthenium) bitkisinin aktif bileşeni olan partenolid'in sıçanlarda paklitaksel ile oluşturulan nöropatik ağrı üzerine tedavi edici etkisinin gen ve protein seviyelerinde araştırılması
Investigation of the therapeutic effects of parthenolide, the active component of gümüşdüğme (Tanacetum parthenium) on neuropathic pain caused by paclitaxel in rats, on gene and protein levels
Yazar: EMİNE TORAMAN
Danışman: PROF. DR. HARUN BUDAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Amaç: Bu çalışmada Tanacetum parthenium bitkisinin aktif bileşeni olan partenolid (PTL)'in bir antikanser ilacı olarak sıklıkla kullanılan paklitaksel (PTX)'in neden olduğu nöropatik ağrı üzerindeki terapötik etkisinin gen ve protein düzeylerinde araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Bu amaçla 6 grup oluşturuldu: 1. Grup kontrol grubu olarak kullanıldı. 2. Gruba nöropatik ağrı oluşturmak için kümülatif dozu 8 mg/kg olacak şekilde PTX uygulandı. 3. Grup sham grubu olarak adlandırıldı ve bu gruba tedavi edici madde olan PTL'nin çözücüsü olarak kullanılan DMSO uygulandı. 4, 5 ve 6. Gruplar ise tedavi gruplarıdır. Bu gruplara da sırasıyla 1 mg/PTL, 2 mg/kg PTL ve 4 mg/kg olacak şekilde 14 gün süre ile PTL uygulandı. Sıçanlara 2 mg/kg PTX 4 doz olacak şeklinde uygulanarak nöropatik ağrı oluşturuldu. Ağrı oluşumu Randall-Selitto analjeziometrisi ve lokomotor aktivite davranış analizi ile test edildi. Daha sonra 14 gün süreyle PTL tedavisi gerçekleştirildi. Son doz PTL alındıktan sonra sıçan beyin (serebral korteks) dokularında Hcn2, Trpa1, Scn9a ve Kcns1 gen ekspresyonları Real-Time PCR metodu ile ölçüldü. Ek olarak, SCN9A ve KCNS1 proteinlerinin seviyelerindeki değişiklikler immünohistokimyasal analiz ile belirlendi. PTX tedavisinin neden olduğu nöropatik ağrı üzerindeki doku hasarının tedavisinde PTL'nin etkisini araştırmak için histopatolojik hematoksilen-eozin boyaması da yapıldı.
Bulgular: Elde edilen veriler incelendiğinde, PTX ve sham grubunda ağrı eşiği ve lokomotor aktivite azalırken PTL tedavisinden sonra arttığı tespit edildi. Ayrıca Hcn2, Trpa1 ve Scn9a genlerinin ekspresyonları azalırken Kcns1 gen ekspresyonunun arttığı görüldü. Protein seviyeleri incelendiğinde ise, SCN9A protein ekspresyonunun azaldığı KCNS1 protein seviyesinin arttığı tespit edildi. PTL tedavisinin ayrıca PTX kaynaklı doku hasarını da iyileştirdiği belirlendi.
Sonuç: Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, opioid olmayan PTL'nin, özellikle 4 mg/kg'lık bir dozda kullanıldığında sodyum ve potasyum kanalları üzerinde etki göstererek kemoterapinin neden olduğu nöropatik ağrının tedavisinde etkili bir terapötik ajan ve analjezik olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Partenolid, Kanser, Nöropatik ağrı, Paklitaksel, Ekspresyon

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to investigate the therapeutic effect of parthenolide (PTL), the active component of Tanacetum parthenium, on neuropathic pain caused by paclitaxel (PTX), which is frequently used as an anticancer drug, at the gene and protein levels.
Method: For this purpose, 6 groups were formed: Group 1 was used as the control group. The 2nd group was administered PTX with a cumulative dose of 8 mg/kg to induce neuropathic pain. The 3rd group was named the sham group, and DMSO, which is used as the solvent of the therapeutic substance PTL, was applied to this group. Groups 4, 5, and 6 were the treatment groups. PTL was applied to these groups as 1 mg/PTL, 2 mg/kg PTL, and 4 mg/kg, respectively, for 14 days. Neuropathic pain was induced by administering 2 mg/kg PTX to rats in 4 doses. Pain formation was tested by Randall-Selitto analgesiometry and locomotor activity behavioral analysis. Then, PTL treatment was performed for 14 days. After the last dose of PTL was taken, Hcn2, Trpa1, Scn9a, and Kcns1 gene expressions were measured in rat brain (cerebral cortex) tissues by Real-Time PCR method. In addition, changes in the levels of SCN9A and KCNS1 proteins were determined by immunohistochemical analysis. Histopathological hematoxylin-eosin staining was also performed to investigate the effect of PTL in treating tissue damage on neuropathic pain caused by PTX treatment.
Findings: When the obtained data were analyzed, it was determined that while pain threshold and locomotor activity decreased in PTX and sham groups, increased after PTL treatment. In addition, it was observed that the expression of the Hcn2, Trpa1, and Scn9a genes decreased while the Kcns1 gene expression increased. When protein levels were examined, it was determined that SCN9A protein expression decreased and the KCNS1 protein level increased. It was determined that PTL treatment also improved PTX-induced tissue damage.
Results: Results from this study demonstrate that non-opioid PTL is an effective therapeutic agent and analgesic in the treatment of chemotherapy-induced neuropathic pain by acting on sodium and potassium channels, mainly when used at a dose of 4 mg/kg.

Keywords: Parthenolide, Cancer, Neuropathic pain, Paclitaxel, Expression