Fruktoz+STZ-diyabet modeli ile indüklenen göz hasarları üzerinde aldoz redüktaz inhibitörü bileşiklerin etkileri
Effects of aldose reductase inhibitory compounds on ocular damage induced by fructose+STZ-diabetic rat model
Yazar: TALA REIHANIFAR
Danışman: PROF. DR. ÇİMEN KARASU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Cemtirestat = Cemtirestat ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-deneysel = Diabetes mellitus-experimental ; Diabetik retinopati = Diabetic retinopathy ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Katarakt = Cataract ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Diabetes Mellitus ve ilişkili hastalıklar, karbonil ve oksidatif stresin tetiklendiği, ileri glikolipooksidasyon ürünlerinin (AGEs/ALEs) proteinler ile yaptıkları eklentilerin arttığı, enflamatuvar ve apoptotik süreçlerin aktive olduğu, uzun vadede oküler komplikasyon ile sonuçlanan enerji metabolizması bozukluklarıdır. Polyol yolu-aldoz redüktaz (AR) enzimi glukolipotoksisite ile ilişkili patolojik süreçlerin başlangıcında anahtar yol oynadığı için AR inhibitörleri terapötik potansiyalleri bakımından araştırılmaktadır. Çalışmanın başlıca amacı, Cemtirestat adlı AR inhibitörü yeni bileşiğin ve AR inhibitörü ilaç Epalrestat (EPA)'ın, gözde oluşturdukları etkilerin, glukolipotoksisite ile karakterize metabolik hastalık, diyabetik sıçan modellerinde, antioksidan bileşik stobadin (STB)'in etkileri ile karşılaştırmalı olarak araştırılmasıdır. Metabolik hastalık modelleri yaşlı sıçanlara tek başına fruktoz vererek ya da fruktozla birlikte streptozotosin enjekte edilerek indüklenmiş ve hayvanların bir kısmı iki farklı dozda CMTI, EPA ya da STB ile 12-14 hafta tedavi edildikten sonra göz dokuları (retina, lens, kornea, sklera) izole edilmiştir. Hayvanlarda beden ağırlığı, kan şekeri, kolesterol, ALP, yem-su tüketimi ölçülmüştür. Göz dokularında IL-1β, TNF-α ve NF-κB, karboksimetil lizin, vasküler endotelyal büyüme faktör ve sorbitol düzeyleri ayrıca GSH/GSSG oranı, glutatyon S-transferaz ve kaspaz-3, ELISA veya spektrofotometrik yöntemler, öte yandan hematoksilen/eozin  boyama ile histopatoloji ve immünhistokimyasal yöntemler ile Nrf2, RAGE, TLR4 ve Ki-67 değerlendirilmiştir. CMTI, EPA ve STB, deney hayvanlarının genel karakteristiklerini önemli ölçüde etkilemezken, fruktozla ve fruktoz+STZ modelinin göz dokularında oluşturdukları değişiklikleri farklı anlamlılık düzeylerinde önlemişlerdir. Bulgularımız, literatürde bir ilk olarak, yeni AR inhibitörü yeni bileşik CMTI'ın, AR inhibitörü ilaç EPA ile karşılaştırmalı olarak, glukolipotoksisite ile karakterize metabolik hastalıklarda potansiyel terapötik etkilerini açığa çıkarırken, AR inhibisyonunun ve antioksidan desteğinin diyabetik göz komplikasyonlarına karşı faydalı olabildiklerini kanıtlamıştır.

Abstract:
Diabetes Mellitus and related diseases are energy metabolism disorders in which carbonyl and oxidative stress are triggered and inflammatory and apoptotic processes are activated, resulting in long-term ocular complications. Aldose reductase (AR) inhibitors are under investigation for their therapeutic potential, as the polyol pathway plays a key role in the initiation of pathological processes associated with glucolipotoxicity. The aim of this study is to compare the effects of a new AR inhibitory (ARI) compound Cemtirestat, ARI drug Epalrestat (EPA), and antioxidant stobadin (STB) on eye tissues (lens, retina, sclera, cornea) in metabolic disease rat models characterized by glucolipotoxicity. Disease models were induced in aged rats by administering fructose alone or by fructose+streptozotocin, and some of the animals were treated with two different doses of CMTI, EPA, or STB for 12-14 weeks and then eye tissues were isolated. Bodyweight, blood sugar, cholesterol, ALP, food-water consumption were evaluated. IL-1β, TNF-α and NF-kB, carboxymethyl lysine, vascular endothelial growth factor, sorbitol levels, GSH/GSSG ratio, glutathione S-transferase, and caspase-3 in eye tissues were measured using ELISA or spectrophotometrically methods. Histopathology was determined by hematoxylin/eosin staining and Nrf2, RAGE, TLR4, and Ki-67 were evaluated with immunohistochemical methods. Generally, CMTI, EPA, and STB did not significantly affect the general characteristics of the animals but prevented the changes induced by the application of fructose and fructose+STZ in the eye. Our findings demonstrate, for the first time, the potential therapeutic effects of the novel ARI compound CMTI in comparison with EPA, in in vivo glucolipotoxicity models, while proving that AR inhibition and antioxidant supplementation are beneficial against diabetic eye complications.