Doksorubisin ile kalp yetmezliği oluşturulan sıçanlarda timokinonun kardiyoprotektif etkilerinin araştırılması
Investigation of the cardioprotective effects of thymoquinone in doxorubicin induced heart failure
Yazar: TANJU MERCAN
Danışman: PROF. DR. SEMİR ÖZDEMİR
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Doksorubisin = Doxorubicin ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kalp yetmezliği = Heart failure ; Sıçanlar = Rats ; Timokinon = Thymoquinone ; Uterus kontraksiyonları = Uterine contraction ; İyon kanalları = Ion channels

Özet:
Amaç: Bu çalışmada doksorubisin (DOX) kullanımının indüklediği kardiyolojik değişimler ve bu kardiyolojik değişimlere timokinon (TQ) uygulamasının etkileri incelenmiştir. Bu amaçla sıçan kalplerinden ventriküler miyositler izole edilerek elektrofizyolojik özellikleri incelenmiş ve muhtemel hücresel mekanizmalar araştırılmıştır.
Yöntem: DOX verilerek sıçanlarda kalp yetmezliği modeli oluşturuldu. 4 haftalık deney süresince DOX ve DOX+TQ gruplarına her seferinde 3 mg/kg olacak şekilde 5 kez intraperitoneal olarak DOX enjekte edildi. DOX+TQ ve KON+TQ gruplarına TQ (10 mg/kg) gavaj yoluyla verildi. 4 haftanın sonunda hayvanların kalplerinden izole edilen ventrikül miyositlerinden fraksiyonel kısalma, aksiyon potansiyeli (AP) ve AP'ye etkisi olabilecek L-tipi Ca+2 ve K+ kanallarının akımları kaydedildi. Western blot yöntemi ile protein ekspresyon seviyeleri belirlendi. Protein karbonil ve total antioksidan kapasitesinin (TAK) ölçümü kit ile yapıldı. 
Bulgular: DOX grubunda sarkomer boyunda artma gözlemlenirken fraksiyonel kısalmanın azaldığı ve gevşeme süresinin uzadığı görüldü. Buna karşın TQ uygulamasının bu parametreleri düzelttiği görüldü. DOX ve DOX+TQ gruplarının AP repolarizasyon sürelerinde uzama olduğu, ancak bu uzamanın DOX grubunda anlamlı seviyeye ulaşamadığı görüldü. DOX grubunda Ca+2 kanal akımlarında artma görülürken TQ uygulamasının bu değişimi düzelttiği ve Ca+2 kanal kinetiklerini değiştirdiği görüldü. Potasyum akım genliklerinde herhangi bir değişiklik görülmezken, DOX grubunda kanal kinetiklerinin yavaşladığı bulundu. Protein ekspresyonlarına bakıldığında p-PLN/PLN ekspresyonunda DOX ve DOX+TQ grubunda artış görülürken SERCA, CAMKII, p-CAMKII ve prokaspaz-3 protein ekspresyon seviyelerinde azalma görüldü. NOX protein ekspresyonu, TAK ve protein karbonil seviyelerinde gruplar arasında herhangi bir fark görülmedi.
Sonuç: Çalışmamız sonunda DOX-indüklü kalp yetmezliğine ilişkin elektrofizyolojik anormallikleri TQ'nun tam anlamıyla önleyemediği gözlendi. Ayrıca, DOX'un ROS miktarını arttırmadığı ve TQ'nun da antioksidan seviyesini değiştirmediği görüldü.

Abstract:
Objective: In this study, we examined the effect of thymoquinone (TQ) on cardiac changes induced by administration of doxorubicin (DOX). Therefore, electrophysiological properties and cellular mechanisms likely to affect these parameters were investigated in cardiomyocytes isolated from rat hearts.
Method: Heart failure model was performed by administering DOX. During 4-week experiment, DOX (3 mg/kg/each) was injected subcutaneously into DOX and DOX+TQ groups in 5 times. TQ (10 mg/kg) was administered to DOX+TQ and CON+TQ groups by gavage. At the end of 4 weeks, fractional shortening, action potential (AP), L-type Ca+2, and K+ channel currents were recorded from isolated ventricular myocytes. Protein expression levels were measured by the Western blotting method. Protein carbonyl and total antioxidant capacity (TAC) were measured by kits.
Results: While an increase in sarcomere length and a decrease in fractional shortening was measured in the DOX group myocytes, the relaxation time was prolonged. TQ application improved these parameters significantly. There was a prolongation in AP repolarization time of DOX and DOX+TQ group myocytes, although in DOX group, the prolongation was not significant. While Ca+2 channel currents increased in DOX group, TQ application restored these changes and altered Ca+2 channel kinetics. While there was no change in K+ current amplitudes, channel kinetics were slower in the DOX group myocytes. When protein expressions were examined, p-PLN/PLN expression increased in DOX and DOX+TQ groups, while SERCA, CAMKII, p-CAMKII and procaspase-3 protein expression levels were decreased. There was no difference in NOX protein expression, TAC, and protein carbonyl levels between groups.
Conclusion: As a result, it was observed that TQ could not completely prevent the electrophysiological abnormalities associated with DOX-induced heart failure. Also, it was observed that DOX did not increase the amount of ROS and TQ did not alter the antioxidant level.