Epidermal büyüme faktörü, hiperbarik oksijen ve tetanoz toksini uygulamasının ratlarda spinal kord yaralanma modelinde iyileşmeye etkisi
The effects of epidermal growth factor, hyperbaric oxygen and tetanus toxin treatment on the amelioration of rats with spinal cord injury model
Yazar: MURAT CELAL SÖZBİLEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET HALİT ÖZYALÇIN
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2016
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Epidermal büyüme faktörü = Epidermal growth factor ; Hiperbarik oksijenasyon = Hyperbaric oxygenation ; Spinal kord = Spinal cord ; Spinal kord yaralanmaları = Spinal cord injuries ; Tetanoz = Tetanus ; Tetanoz toksoidi = Tetanus toxoid ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Spinal kord yaralanması, kordun major fonksiyonlarında yitime neden olmakla birlikte, sonuçları açısından da büyük bir sosyal problemdir. Omurilik yaralanmalarında en etkin tedavi, kaçınılmaz olan çarpma etkisiyle başlayan ikincil hasarın önlenmesidir. Bu hasarda en önemli tedavi hedefleri ise apoptotik hücre ölümünün engellenmesi ve rejenerasyon mekanizmalarıdır. Bu çalışmada, hiperbarik oksijen (HBO) uygulaması, tetanoz toksini (TT) ve epidermal büyüme faktörünün (EGF), apoptotik kaskadların önlenmesindeki ve antioksidan mekanizmaları ile motor nöron koruyucu etkilerinin
değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Bu çalışmada, üç tedaviyi karşılaştırma amacıyla altı grup Sprague Dawley tür ratlar (HBO, TT, EGF, metilprednizolon-pozitif kontrol, travma ve sham) üstünde çalışılmıştır. Sham grubu hariç tüm gruplara T4-T10 vertebra seviyesinden anevrizma klibi ile ekstradural olarak kompresyon uygulanarak spinal kord yaralanması yaratılmıştır.
Tetanoz ve EGF tedavileri travmadan hemen sonra, HBO ise ilk birinci saat içinde olmak üzere yedi gün boyunca aynı saatte uygulanmıştır. Fonksiyonel değerlendirme için BBB (Basso-Beattie-Bresnahan) skorları günlük olarak kaydedilmiştir. Akut ve subakut dönemin sonunda (8. gün) sakrifiye edilen ratların spinal kord örneklerinde, SOD, GPx ve katalaz anti-oksidan enzim aktiviteleri ölçülmüştür. Apoptoz değerlendirmesi amacıyla ise bax, bcl-2 ve kaspaz-3 protein miktarı western blot yöntemiyle saptanmıştır.
HBO uygulamasının SOD ve GPx enzim aktiviteleri ile fonksiyonel skorları anlamlı şekilde yükselttiği görüldü (p<0.05). Western blot analizinde ise kaspaz-3 ve bax proteinlerini yükselterek mitokondri aracılı apoptozu arttırdığı tespit edildi (p<0.05). EGF uygulamasında antioksidan enzim aktivitelerinin anlamlı artışına karşın (p<0.05), apoptoz ve fonksiyonel açıdan diğer gruplarla karşılaştırıldığında etkisiz olduğu görüldü (p<0.05).
Tetanoz toksini uygulamasının fonksiyonel skorları ve antioksidan enzim aktivitelerini anlamlı düzeyde arttırdığı tespit edilmiştir (p<0.05). HBO uygulanan gruptan farklı olarak ise, anti-apoptotik bcl-2 düzeyini arttırıp, apoptotik bax ve kaspaz-3 protein düzeyini ise anlamlı şekilde azalttığı; böylece apoptozu engellediği görülmüştür (p<0.05).
HBO tedavisi serbest oksijen radikalerini uzaklaştırması ve fonksiyonel iyileşmeyi arttırması nedeniyle iyi bir tedavi seçeneği olarak görülmüştür; ancak apoptozu arttırdığı mekanizmanın gelecek çalışmalarla açıklanması gerekmektedir. Tetanoz toksininin motor nöron koruyucu ve iyileştirici etkisi ortaya konmuş olup, her üç değerlendirmedeki sonuçlarıyla tedavide etkin bir ajan olarak kullanılması beklenmektedir.

Abstract:
Spinal cord injury, is a major social problems in terms of its consequences, causes the loss of many functions of cord. The most effective treatment in spinal cord injuries is the prevention of secondary injury that commences with the crush The regeneration mechanisms and the prevention of apoptotic cell death are the most important aims of treatment in this injury. In this study, the effects of hyperbaric oxygen therapy (HBO), tetanus toxin (TT) and epidermal growth factor (EGF) on the prevention of apoptotic cascades and motor neuron protective effects of these treatments through their antioxidant mechanisms were evaluated. For the purpose of the comparison of three treatments, Sprague Dawley rats were divided into six groups (HBO, TT, EGF, Metilprednizolon as positive control, trauma and sham). Spinal cord injury was examined in all rats except for sham group, after the extradural compression was performed at T4-T10 vertebra by Yasargil aneurysm clip. TT and EGF treatment were applied just after the trauma, while HBO therapy was given in the first hour of trauma and it continued during 7 days. Functional evaluation of rats were assessed daily by using Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor scale. Superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and catalase enzymes activities were measured in the spinal cord samples of rats that were sacrified at the end of acute and subacute period which was the 8th day of trauma. The measurement of bax, bcl-2 and caspase-3 were conducted by western blot method in order to reveal apoptosis.
The increase in the activities of SOD, GPx and scores of functional evaluation by HBO was significant (p<0.05). Besides, HBO led to upregulate the level of caspase-3 and bax; therefore it increased apoptosis through mitochondrial pathway (p<0.05). EGF caused significant increase in antioxidant enzyme levels (p<0.05), while it is not sufficiently effective with regard to apoptosis and functional evaluation compared to other treatment groups (p>0.05). TT also significantly increased both the level of enzyme activities and functional scores (p< 0.05). In contrast to HBO, TT significantly increased the level of bcl-2, but it decreased apoptotic proteins of bax and caspase-3 (p<0.05). As a conclusion, HBO treatment was found to be beneficial in the removal of
reactive oxygen species and neurologic recovery. However, HBO-induced apoptosis mechanism needs to be revealed by future studies. Neuro-protective and healing effects of TT have been demonstrated by all evaluations and TT is expected to be an effective agent in the treatment of spinal cord injury.