Paklitakselin oluşturduğu kronik ağrıda glutamat taşıyıcılarının ekspresyon değişimlerinin tedaviye cevapla ilişkisi
The relationship between the expression changes of glutamate transporters and response to treatment in chronic pain caused by paclitaxel
Yazar: AHMET HACIMÜFTÜOĞLU
Danışman: PROF. DR. ABDULGANİ TATAR
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Ağrı = Pain ; Glutamat taşıyıcısı 1 = Glutamate transporter 1 ; Kronik ağrı = Chronic pain ; Nöropatiler = Neuropathies ; Paklitaksel = Paclitaxel ; Tedavi = Treatment

Özet:
Amaç:Etkili bir antikanser ilaç olan paklitakselin oluşturduğu önemli yan etki olan nöropatik ağrıya yönelik herhangi bir kesin tedavi bulunmamaktadır. Ayrıca etyolojiye yönelik açıklamalar da yetersizdir. Son yıllarda glutamat nörotransmitterinin afferent ilk sinapsta ağrıyla olan ilişkileri ortaya konmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında ağrı artışının Merkezi Sinir Sisteminde değişikliğe yol açtığı en önemli bölgelerden olan S1HL ve PİL alanlarına odaklanarak, Paklitaksel ile indüklenen allodiniyi farklı ilaç tedavileri sonrası karşılaştırarak, değişen glutamat taşıyıcı ekspresyonunun moleküler biyolojik tekniklerle ortaya koymak ve allodininin farklı aşamalarında ağrı davranışı üzerindeki etkisini test etmek istedik. Sonrasında bu etkilerin beyindeki ilişkili bölgelerinde glutamatın geri alınım hızlarıyla fonksiyonel bağlantısını in vivo voltametri sistemiyle yaşayan hayvanlarda saniye saniye ortaya koymaya çalıştık.
Materyal ve metot:
Paklitakselle sıçanlarda ağrı modeli oluşturuldu. Seftriakson, klonidin, morfinle tedaviler uygulandı. Ağrı testleri yapıldı. In vivo voltametri ile yaşayan sıçan beyninin PİL ve S1HL bölgelerinden in vivo voltametri sistemi ile glutamat geri alınım kapasiteleri ölçüldü. Bahsedilen bölgelerin glutamat taşıyıcılarının, glutaminazın ve glutamin sentetaz enzimlerinin ekspresyon seviyeleri analiz edildi.
Bulgular:
Paklitakselle deneklerde ağrı yan etkisi oluşturulmuştur. Sonrasında bu ağrıyı ortadan kaldırabilecek glutamat geri alınımını hızlandırıcı tedaviler uygulanmıştır.
Voltametri analizleri yaptıktan sonra ise bilhassa S1HL korteks bölgesindeki yavaşlamış olan (yaklaşık 5-8 sn) glutamat geri alım (T80) süreleri ilaç tedavileri sonrası belirgin bir şekilde normal (3-3,5 sn) değerlerine geriledi.
Glutamat taşıyıcı ve ilişkili enzimlere ait yapılan gen ifade değişimlerinde ise özellikle S1HL bölgesinde astrosit üzerinde konumlanmış olan GLT-1'e ait gen ifadesi belirgin olarak paklitaksel grubunda arttı. Seftriakson tedavisi grubunda ise tüm glutamat taşıyıcı ve enzimlerinde yükseldi. Ana glutamat taşıyıcısı olan GLT-1 ekspresyonu kontrol grubunun yaklaşık 5 katı, paklitaksel grubunun ise 2 katı artış gösterdi. 
Sonuç:
Voltametri sonuçlarında belirlemiş olduğumuz yaklaşık 2,5 katlık daha yüksek geri alım süresini normal sürelere döndürmek için gen ifadesi de bu oranda bir artış göstermiştir.
Yapılan çalışmada sefriakson etkin bir şekilde glutamatla ilişkili olarak oluşan ağrının giderilmesinde yeni bir tedavi şansı olarak değerlendirilebilir. Ekspresyon seviyelerindeki değişiklikler fonksiyonel farklılıkları açıklamıştır.

Abstract:
Aim:There is no definitive treatment for neuropathic pain, which is an important side effect of paclitaxel, an effective anticancer drug. In addition, explanations for the etiology are also insufficient. In recent years, the relationship of glutamate neurotransmitter with pain at the afferent first synapse has begun to be revealed. In this thesis study, focusing on the S1HL and PIL areas, which are the most important regions where pain increase causes changes in the Central Nervous System, by comparing Paclitaxel-induced allodynia after different drug treatments, to reveal the changing glutamate transporter expression with molecular biological techniques and to test the effect on pain behavior at different stages of allodynia. Next, we tried to demonstrate the functional connection of these effects with the reuptake rates of glutamate in the associated regions of the brain in living animals second by second by using an in vivo voltammetry system.
Material and Methods:
A pain model was done in rats with paclitaxel. Treatments with ceftriaxone, clonidine and morphine were applied. Pain tests were done. Glutamate reuptake capacities were measured by in vivo voltammetry from the PIL and S1HL regions of the living rat brain by in vivo voltammetry. The expression levels of glutamate transporters, glutaminase and glutamine synthetase enzymes of the mentioned regions were analyzed.
Results:
Pain side effects were produced in rats with paclitaxel. Afterwards, treatments that accelerate glutamate reuptake, which can eliminate this pain, were applied.
After performing voltammetry analyses, glutamate reuptake (T80) times, which were slowed down (approximately 5-8 seconds), especially in the S1HL cortex region, significantly decreased to normal (3-3.5 seconds) reuptake time values after drug treatments.
In the gene expression changes of the glutamate transporter and related enzymes, the gene expression of GLT-1, which is located on the astrocyte, especially in the S1HL region, increased significantly in the paclitaxel group. In the ceftriaxone treatment group, all glutamate transporters and enzymes increased. Expression of GLT-1, the main glutamate transporter, increased approximately 5 times in the control group and 2 times in the paclitaxel group.
Conclusion:
In order to return the approximately 2.5 times higher retrieval time, which we determined in the voltammetry results, to normal reuptake times, gene expression also showed an increase at this rate.
In the study, cefriaxone can be considered as a new treatment opportunity to effectively relieve glutamate-related pain. Changes in expression levels explained the functional differences.