Pentilentetrazol ile indüklenen kindling modelinde fenitoinin sitokrom P450 enzim sistemi ve endoplazmik retikulum stresi üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of phenytoin on cytochrom P450 enzyme system and endoplasmic reticulum stress in the kindling model induced by pentilentetrazol
Yazar: RUVEYDA AKMEŞE
Danışman: PROF. DR. FÜSUN FERDA ERDOĞAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ AYÇA LEKESİZCAN
Erciyes Üniversitesi / Gevher Nesibe Genom ve Kök Hücre Enstitüsü  / Nörobilim Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Endoplazmik retikulum stresi = Endoplasmic reticulum stress ; Epilepsi = Epilepsy ; Fenitoin = Phenytoin ; Pentilentetrazol = Pentylenetetrazole ; Sinir büyüme faktörleri = Nerve growth factors ; Sitokrom P 450 = Cytochrome P 450

Özet:
Bu çalışmadaki amacımız beyindeki CYP450 enzim sistemini daha iyi anlamak, epilepsinin ve fenitoin kullanımının bu enzim sistemi üzerindeki etkinliğini ve LGI1 gibi poteinler eşliğinde ER stresi ile olan ilişkisini belirlemek, tüm bu süreçte beyindeki BDNF sinyalinin rolünü tespit edip kısıtlı olan literatüre katkı sağlamaktır.
Deney tasarımında 48 adet dişi 8 haftalık BALB/c cinsi fare kullanıldı. Epilepsi modeli oluşturmak için gün aşırı 14 ve son enjeksiyondan on gün sonra tek bir enjeksiyon daha olacak şekilde toplam 15 enjeksiyon yapıldı. Fareler KONTROL, PHT+PTZ, PHT+4-PBA+PTZ, PTZ+PHT, 4-PBA+PTZ, PHT, PTZ, 4-PBA olmak üzere sekiz gruba ayrıldı ve PTZ enjeksiyonu ile eş zamanlı PHT ve 4-PBA enjeksiyonları yapıldı. Enjeksiyonlardan sonra açık alan ve yüzmeye zorlama davranış testleri uygulandı ve beyin dokularında CYP219, CYP3A4, LGI1, GRP78, CHOP, BDNF, P75NTR ve mTOR proteinlerin ekspresyonu için western blot ve immünohistokimyasal analizler yapıldı.
Yüzmeye zorlama davranış testinde kontrol grubu ile diğer gruplar arasında anlamlı farklılıklar bulunmaktadır. İmmünohistokimyasal protein analizlerinde CYP2C19, CYP3A4, GRP78, BDNF ve P75NTR proteinleri beyinde gruplar arası anlamlı sonuçlar vermiştir. CHOP, LGI1 ve mTOR proteinlerinin ekspresyon seviyeleri ise gruplar arasında anlmlı farklılık göstermemektedir.
Sonuç olarak çalışmamızda yüzmeye zorlama davranış testi sonucunda tüm gruplarda kontrol grubuna göre depresyon benzeri davranışlar gözlenmektedir. Protein analiz sonuçlarına göre ise ilaç metebolizmasında etkili olan CYP450 proteinlerinden CYP2C19 ve CYP3A4'ün PHT enjekte edilen gruplarda ekspresyonunun artması karaciğer gibi beyinde de fenitoinin CYP2C19 ve CYP3A4'ü indüklediğini göstermektedir. CYP450 proteinlerinin immünreaktivitesinin en fazla görüldüğü PHT grubunun GRP78 protein immünreaktivitesinde en az aktif gruplardan biri olması fenitoinin ER stresini inhibe ettiğini göstermiştir. Ancak PHT gibi epilepsi tedavisinde etkili olan ilaçlar ER stres mekanizması üzerinde etkili olsada CYP450 proteinlerinde olduğu gibi ilaç direnci geliştirebilecek mekanizmaları aktive ettiği için epilepside kişiye özel tedavi seçeneklerinin daha detaylı araştırılması gerektiğini düşünülmektedir. 
Anahtar Kelimeler: BDNF; Epilepsi; ER Stresi; Fenitoin; Sitokrom P450.

Abstract:
Our aim in this study is to better understand the CYP450 enzyme system in the brain, to determine the effectiveness of epilepsy and phenytoin use on this enzyme system and to determine its relationship with ER stress in the presence of proteins such as LGI1, to determine the role of BDNF signal in the brain in this whole process and to contribute to the limited literature.
In the experimental design, 48 female 8-week-old BALB/c mice were used. To create the epilepsy model, a total of 15 injections were given, 14 every other day and a single injection ten days after the last injection. Mice were divided into eight groups as KONTROL, PHT+PTZ, PHT+4-PBA+PTZ, PTZ+PHT, 4-PBA+PTZ, PHT, PTZ, 4-PBA, and simultaneous PHT and 4-PBA injections were administered with PTZ injection. . After the injections, open field and forced swim behavior tests were performed, and western blot and immunohistochemical analyzes were performed for the expression of the identified proteins in the brain tissues.
There are significant differences between the control group and the other groups in the forced swimming behavior test. In immunohistochemical protein analysis, CYP2C19, CYP3A4, GRP78, BDNF and P75NTR proteins gave significant results between groups in the brain. Expression levels of CHOP, LGI1 and mTOR proteins did not differ significantly between groups.
As a result, in our study, as a result of the force-swimming behavior test, depression-like behaviors were observed in all groups compared to the control group. According to the protein analysis results, the increase in the expression of CYP2C19 and CYP3A4, which are CYP450 proteins that are effective in drug metabolism, in PHT injected groups shows that phenytoin induces CYP2C19 and CYP3A4 in the brain as well as in the liver. The fact that the PHT group with the highest immunoreactivity of CYP450 proteins was one of the least active groups in GRP78 protein immunoreactivity showed that phenytoin inhibited ER stress. However, although drugs that are effective in the treatment of epilepsy such as PHT are effective on the ER stress mechanism, it is thought that personalized treatment options in epilepsy should be investigated in more detail, as they activate mechanisms that may develop drug resistance, as in CYP450 proteins.
Key Words: BDNF; Cytochrome P450; Epilepsy; ER Stress; Phenytoin.