Propiyonik asit ile deneysel olarak oluşturulan rat otizm modelinde mikroglia aktivasyonu, nöroenflamasyon ve nöronal kayıp varlıklarının değerlendirilmesi
Evaluation of microglia activation neuroinflammation and neuronal loss presence in experimentally generated rat autism model with propionic acid
Yazar: SÜMEYYE BAŞER
Danışman: PROF. DR. RECEP KEŞLİ
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Glial fibriler asidik protein = Glial fibrillary acidic protein ; Nöroinflamatuar hastalıklar = Neuroinflammatory diseases ; Otistik bozukluklar = Autistic disorder ; Propiyonik asit = Propionic acid ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Otizm Spektrum Bozukluğu öğrenme, konuşma becerilerinde ve sosyal becerilerde gerileme, ardışık anlamsız tekrar hareketleri gibi davranış bozuklukları ile karakterize nöro gelişimsel bir bozukluktur. Otizmin etiyolojisi kesin olarak bilinememektedir. Bireylerde nöron sayısında azalma ve nöronal değişiklikler görülmektedir. Araştırmalar doğrultusunda otizmde CD68 immün reaktivitesinin mikroglia aktivasyonu ile glial fibriler asidik protein (GFAP) immün reaktivitesinin ise reaktif astrogliozis ile ilişkili olduğu vurgulanmaktadır. Çalışma modelde meydana gelen davranış bozuklukları ve beyinde meydana gelen nöroenflamasyonu belirlemek üzere yapıldı. 20'si çalışma, 5'i ise kontrol grubu toplam 25 adet rat kullanıldı.  Çalışma grubunu oluşturan 20 ratın için otizm modeli oluşturmadan önce ve sonrasında olmak üzere davranış testi yapılarak skorları kaydedildi.  Daha sonra 20 ratın sağ ventrikül bölgesi ile stereotaksi cihazı kullanılarak tespit edildi. Bu noktada belirlenen bölgeye tek doz propiyonik asit (PPA) (4 µl, 0,26 M solüsyonu) 10. günde sağ ventrikülden verildi. Ratlar 21. günde sakrifikasyon işleminin ardından hipokampüs dokusu elde edilerek incelemeler yapıldı. Davranış testi neticesinde önce-sonra zaman ortalamaları arasında istatistik olarak anlamlı bir farklılık vardır (p=0,001<0,05, F=22,978). Önce-Sonra*Gün etkileşiminde grup ortalamaları arasında istatistik olarak anlamlı bir farklılık vardır (p=0,001<0,05, F=69,820). Önce ve sonra grupları gün bazında incelendiğinde tüm günler ile fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p=0,001<0,05). Yapılan incelemeler doğrultusunda serebral korteks ve hipokampal bölgedeki (özellikle CA1 ve CA3 bölgesi primidal katmandaki)  nöronların küçük, piknotik ve hiperkromatik çekirdeklerle distrofik değişiklikler gösterdiği saptandı. İki grubun istatisksel karşılaştırılmasında çalışma grubunun CA3 primidal hücre katman kalınlığında önemli derecede azalma gözlendi (P<0,01). Bu katmandaki primidal hücre sayıları çalışma grubunda istatistiki yönden önemli derece azaldığı bulundu (P<0,01). Ayrıca bu nöronlarda düzensiz kromatoliz ve anormal Nissl granül dağılımı nedeniyle yoğunluklarının arttığı (koyu boyanma) belirlendi. CD68 için yapılan boyamalarda hem kontrol hemde çalışma grubundaki ratların nöropil dokularında değerlendirelebilecek/skorlanabilecek bir immunoreaktiviteye rastlanılmadı. Astrosit ekspresyonunun önemli bir göstergesi olan GFAP pozitif hücre sayısının PPA uygulanan ratlarda serebral korteks ve hipokampal bölgede istatistiksel olarak önemli oranda artığı belirlendi (P<0,01). Sonuç olarak bakteri metabolit ürünü olan PPA kan beyin bariyerini geçmektedir. PPA'nın beyne geçişi ile birlikte OSB benzeri davranışlar gözlenmektedir. Bunun sonucunda beyinde nöroenflamasyon mikroglial aktivasyon ve miyelin kaybı gözlenmektedir.

Abstract:
Autism Spectrum Disorder is a neurodevelopmental disorder characterized by behavioral disorders such as learning, speech and social skills, and sequential nonsense repeat movements. The etiology of autism is not known precisely. A decrease in the number of neurons and neuronal changes are observed in individuals. In line with the studies, it is emphasized that CD68 immune reactivity in autism is associated with microglia activation and glial fibrillar acidic protein (GFAP) immune reactivity with reactive astrogliosis. The study was conducted to determine the behavioral disorders and neuroinflammation that occurred in the model. A total of 25 rats, 20 of which were study and 5 were the control group were used. The scores of the 20 rats in the study group were recorded by performing a behavioral test before and after creating an autism model. Then, the right ventricle area of 20 rats was fixed using a stereotaxy device. At this point, a single dose of propionic acid (PPA) (4 µl, 0,26 M solution) was administered from the right ventricle on the 10th day to the designated area. Hippocampus tissue was obtained after the sacrification process on the 21st day of the rats and examined. As a result of the behavior test, there is a statistically significant difference between the averages of before and after time (p = 0,001 <0,05, F = 22,978). There is a statistically significant difference between the group averages in the Before-After * Day interaction (p = 0,001 <0,05, F = 69,820). When the before and after groups were examined on a day basis, the difference with all days was found to be statistically significant (p = 0,001 <0,05). According to the examinations, it was found that neurons in the cerebral cortex and hippocampal region (especially in the CA1 and CA3 regions of the primal layer) showed dystrophic changes with small, pycnotic and hyperchromatic nuclei. In the statistical comparison of the two groups, a significant decrease was observed in the CA3 primitive cell layer thickness of the study group (P <0,01). It was found that the primidal cell numbers in this layer decreased statistically significantly in the study group (P <0,01). In addition, it was determined that the density of these neurons increased (dark staining) due to uneven chromatolysis and abnormal distribution of Nissl granules. No immunoreactivity that could be evaluated / scored in the neuropil tissues of the rats in both the control and study groups was found in the staining for CD68. It was determined that the number of GFAP positive cells, which is an important indicator of astrocyte expression, increased significantly in the cerebral cortex and hippocampal region in PPA applied rats (P <0,01). As a result, PPA, a bacterial metabolite product, crosses the blood brain barrier. ASD-like behaviors are observed with the transition of PPA to the brain. As a result, neuroinflammation, microglial activation and loss of myelin are observed in the brain.