Akustik travma modeli oluşturulan farelerde kokleadaki glutamat, GABA ve nörosteroid yolaklarındaki gen ekspresyonlarının incelenmesi
Investigation of gene expressions of glutamate, gaba and neurosteroid pathways in the cochlea of a model mouse of acoustic trauma
Yazar: MELTEM CERRAH GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. YUSUF ÖZKUL
Erciyes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Fareler = Mice ; GABA = GABA ; Gen ifadesi = Gene expression ; Glutamat = Glutamates ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Koklea = Cochlea ; Kulak hastalıkları = Ear diseases ; Mikro RNA = Micro RNA ; Nörotransmitter ajanlar = Neurotransmitter agents ; İşitme kaybı-gürültüye bağlı = Hearing loss-noise induced

Özet:
İşitme kaybı, en yaygın görülen nörolojik problemlerden biridir. Edinsel işitme kayıplarının en sık nedenlerinden biri ani gürültüye maruziyet (akustik travma:AT)tir. Akustik travma, genellikle yüksek desibel bir gürültüye maruz kalındığında ortaya çıkan iç kulağın hasarıdır. Gürültüye bağlı işitme kaybının (GBİK) karakteristik özelliği dış saç hücrelerinde (DSH) ve iç saç hücrelerinde (İSH) kayıp veya işlev bozukluğunun olmasıdır. GBİK'da kokleanın bazalinde yer alan dış saç hücreleri en hassas ve ilk kaybedilenlerdir. 
Glutamat İSH-işitsel sinir sinapsları için en muhtemel aday nörotransmitteridir. Akustik travmaya yanıt olarak İSH sinapslarında eksitatör nörotransmitter olan glutamatın aşırı salınımı, işitme sinirinde spiral ganglion nöronların (SGN) hasarı veya postsinaptik terminalinin kaybı ile eksitotoksisiteye neden olabilir. 
Bir diğer nörotransmitter γ-aminobütirik asit (GABA) ise merkezi işitsel yolda ana inhibitör nörotansmitterdir. Periferik hasar sonrası akustik uyarıların işlenmesinde ve merkezi düzenlenmede önemli rol oynar.  Bu nedenle gürültü sonrası işitme fonksiyonunun ve duyarlılığının düzenlenmesi ile ilişkilidir.
Nörosteroidler beyinde kolesterolden sentezlenen endojen moleküllerdir. Pregnenolon sülfatın (PS) kültüre edilmiş tavuk kortikal nöronlarında N-metil-D-aspartat (NMDA) aracılı hücre içi kalsiyum artışını güçlendirdiği gösterilmiştir. NMDA reseptörünün PS modülasyonu, NMDA ile aktive olan kanalların açılma sıklığını ve kanal açılma süresini artırmasına dayanır. Son yıllarda travmatik beyin hasarında nörosteroidlerin patofizyolojideki ve buna bağlı tedavideki rolleri araştırıcıların ilgisini çekmiştir.
Çalışmada 24 adet BALB/c ırkı farede AT oluşturulup, travma sonrası 1. (grup 2) ve 15. günlerdeki (grup 3) glutamat, GABA ve nörosteroid yolaklarındaki belirlenen genlerin ekspresyonları bu iki grup arasında ve kontrol grubu ile kıyaslanmıştır. Grup 3'te Cyp11a1, Gls, Gabra1, Grin2b, Sult1a1, Gad1 ve Slc1a2 genlerinin ekspresyonlarında grup 1 ve/veya grup 2'ye göre anlamlı düşüşler bulundu. Slc6a1 ve Slc17a8 genlerinin ekspresyonlarında anlamlı bir değişiklik tespit edilemedi.
Bu sonuçlar akustik travmanın patofizyolojisinde Glutamat, GABA ve nörosteroid yolaklarındaki bu genlerin ekspresyonlarının özellikle AT sonrası ilerleyen günlerde etkili olduğunu desteklemektedir.

Abstract:
Sensorineural hearing loss is one of the most common neurological disorders. One of the most common causes of acquired hearing loss is sudden noise exposure (acoustic trauma (AT)). AT is the damage to the inner ear that usually occurs when exposed to high decibel noise. The characteristic feature of Noise-induced hearing loss (NIHL) is the loss or malfunction of the outer hair cells (OHC) and the inner hair cells (IHC). OHC located in the base of the cochlea are the most sensitive and the first to be damaged due to NIHL.
Glutamate is the most potent candidate neurotransmitter for IHC-auditory nerve synapses. Excessive release of glutamate, an excitatory neurotransmitter in the IHC synapses in response to AT may cause excitotoxicity by damage to the spinal ganglion neurons (SGN) or loss of its postsynaptic terminal in the auditory nerve.
Another neurotransmitter γ-aminobutyric acid (GABA) is the main inhibitory neurotransmitter in the central auditory pathway. GABA plays an important role in the processing of acoustic stimuli and in central regulation after peripheral injury, so it is related to the regulation of hearing function and sensitivity after noise. 
Neurosteroids are endogenous molecules synthesized from cholesterol in the brain. Pregnenolone sulphate (PS) has been shown to enhance N-methyl-D-aspartate (NMDA) mediated intracellular calcium uptake in cultured chicken cortical neurons. PS modulation of the NMDA receptor is based on increasing the frequency of NMDA-activated channels opening and the duration of channel opening. The role of neurosteroids in pathophysiology and treatment of traumatic brain injury attracted attention of researchers in recent years.
In the study, AT was generated in 24 BALB/c mice and on the 1st (group 2) and 15th (group 3) days after trauma the expressions of various genes playing role in glutamate, GABA and neurosteroid pathways were compared between these groups and control mice (group 1). Expressions of Cyp11a1, Gly, Gabra1, Grin2b, Sult1a1, Gad1 and Slc1a2 genes in group 3 were significantly decreased in comparison to group 1 and/or group 2. No significant differences in the expression of Slc6a1 and Slc17a8 genes has been detected.
These findings support possible role of  the expression of these genes in the glutamate, GABA and neurosteroid pathways may play a role in the post AT days.