Kemoterapide sıklıkla kullanılan paklitaksel'in sıçanlarda oluşturduğu kalp toksisitesi üzerine partenolidin tedavi edici etkisinin araştırılması
Investigation of the therapeutic effect of parthenolide on heart toxicity in rats caused by paclitaxel frequently used in chemotherapy
Yazar: UFUK KUŞKUN
Danışman: PROF. DR. HASAN SEVGİLİ ; PROF. DR. HARUN BUDAK
Ordu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Genetik = Genetics

Özet:
Bu tez çalışmasında, Gümüşdüğme (Tanacetum parthenium) L. bitkisinin aktif bileşeni olan partenolid (PTL)'in, antikanser ilaç olarak birçok kanser tedavisinde sıklıkla kullanılan paklitaksel (PTX)'in oluşturduğu kardiyotoksisite üzerine terapötik etkisinin gen ve protein düzeylerinde araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla 48 adet erkek sıçan (Sprague-Dawley), her grupta 8'er hayvan olacak şekilde 6 gruba ayrılmıştır. 1.grup kontrol grubu, bu gruptaki hayvanlara herhangi bir müdahale yapılmamıştır. 2. gruba kümülatif dozu 8 mg/kg olacak şekilde PTX uygulanmıştır. 3. grup sham grubu olarak adlandırılmış ve bu gruba tedavi edici etkisi değerlendirilen PTL'nin çözücüsü olarak kullanılan DMSO uygulanmıştır. 4, 5 ve 6. gruplar ise tedavi gruplarıdır. Bu gruplara 8 mg/kg PTX tek doz uygulanmış ve daha sonra 14 gün süreyle sırasıyla 1 mg/PTL, 2 mg/kg PTL ve 4 mg/kg PTL olacak şekilde tedavi uygulanmıştır. Son doz PTL alındıktan sonra sıçanlar sakrifiye edilmiş ve kalp dokularında antioksidan metabolitlerden redükte glutatyon (GSH)'un ve lipid peroksidasyonu (LPO) belirteci malondialdehit (MDA) 'in kantitatif miktarı spektrofotometrik olarak incelenmiştir. Ek olarak DNA hasar göstergesi 8-hidroksi- deoksiguanozin(8-OHdG), inflamasyon belirteçleri uyarılabilir nitrik oksit sentaz (iNOS) ve siklooksijenaz (COX-2) proteinlerinin seviyelerindeki değişiklikler immünohistokimyasal analiz ile belirlenmiş ve PTX tedavisinin neden olduğu kardiyak doku hasarının tedavisinde PTL'nin etkisini araştırmak için histopatolojik hematoksilen-eozin (H&E) boyaması da yapılmıştır. Bu yöntemle kalp dokularında hemoraji ve mononükleer hücre inflaitrasyonu değişikleri değerlendirilmiştir. Her bir gruptaki kalp dokularında antioksidan sistem bileşenlerinden süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon peoksidaz (GPx), glutatyon S-transferaz (GST) ve glutatyon redüktaz (GR)'ın enzim aktivite ve gen ekspresyon seviyeleri ölçülerek gruplar arasında karşılaştırma yapılmıştır. 
Çalışma sonucu elde edilen veriler değerlendirildiğinde antioksidan sistem bileşenleri   GSH ve MDA değerlerinin PTX ile oksidatif hasar yönünde değiştiği ve PTL ile normal seviyesine gelebildiği görülmüştür. Patolojik değerlendirmede PTX ile oluşan hemoraji ve mononükleer hücre infiltrasyonlarınında PTL ile iyileşme gösterdiği, DNA hasar göstergesi 8-OHdG ile inflamasyon belirteçleri İNOS ve COX-2'nin de PTL ile normale yaklaştığı belirlenmiştir. Aynı zamanda antioksidan enzimleri gen ve protein seviyesinde incelendiğinde partenolidin, paklitaksel kaynaklı kardiyotoksisiteye karşı oldukça yüksek terapötik etki gösterdiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Partenolid, Kanser, Kardiyotoksisite, Paklitaksel, Ekspresyon, Antioksidan sistem, Enzim aktivitesi

Abstract:
In this thesis, it is aimed to investigate the therapeutic effects of parthenolide (PTL), an active component of Feverfew (Tanacetum parthenium) L., on the cardiotoxicity induced by paclitaxel (PTX), a widely used anticancer drug in various cancer treatments, at the gene and protein levels. For this purpose, 48 male rats (Sprague-Dawley) were divided into 6 groups with 8 animals in each group. The 1st group was the control group, and no intervention was made on the animals in this group. The 2nd group received a cumulative dose of 8 mg/kg PTX. The 3rd group, called the sham group, received DMSO, which is the solvent of PTL evaluated for its therapeutic effect. The 4th, 5th, and 6th groups were the treatment groups. These groups received a single dose of 8 mg/kg PTX and subsequently underwent a 14-day treatment with 1 mg/kg PTL, 2 mg/kg PTL, and 4 mg/kg PTL, respectively. After the last PTL dose, the rats were sacrificed, and the quantitative amounts of the antioxidant metabolite reduced glutathione (GSH) and the lipid peroxidation marker malondialdehyde (MDA) in the heart tissues were examined spectrophotometrically. Additionally, changes in the levels of the DNA damage marker 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG), and inflammation markers inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase (COX-2) proteins were determined by immunohistochemical analysis. Hematoxylin-eosin (H&E) staining was also performed to investigate the effect of PTL in treating cardiac tissue damage induced by PTX, evaluating hemorrhage and mononuclear cell infiltration changes in the heart tissues. The enzyme activity and gene expression levels of antioxidant system components superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione S-transferase (GST), and glutathione reductase (GR) were measured and compared among the groups.
The data obtained from the study indicate that the values of antioxidant system components GSH and MDA changed in the direction of oxidative damage with PTX and returned to normal levels with PTL treatment. Pathological evaluation revealed that hemorrhage and mononuclear cell infiltration caused by PTX showed improvement with PTL. Additionally, the DNA damage marker 8-OHdG and the inflammation markers iNOS and COX-2 approached normal levels with PTL treatment. Furthermore, when antioxidant enzymes were examined at the gene and protein levels, it was observed that parthenolide exhibited a significantly high therapeutic effect against paclitaxel-induced cardiotoxicity. Keywords: Parthenolide, Cancer, Cardiotoxicity, Paclitaxel, Expression, Antioxidant System, Enzyme      Activity