Deneysel diz osteoartrit modelinde simvastatinin matriksmetalloproteinaz inhibisyonu üzerinden kondroprotektif etkisi
Chondroprotective effect of simvastatin in an experimental osteoarthritis model via inhibition of matrixmetalloproteinase
Yazar: ERDEM AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL ŞENER
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2008
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, mekanik olarak oluşturulan rat osteoartrit (OA) modelinde oral Simvastatin tedavisinin matriksmetalloproteinaz-3 (MMP-3) inhibisyonu yaparak diz eklem kıkırdağı üzerindeki etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.Gereç ve Yöntem: Çalışmada ortalama ağırlıkları 250-300 gr olan 27 adet Wistar Albino rat kullanıldı. Çalışmada denekler 3 gruba ayrıldı. Grup 1'de 9 adet rat sağ diz eklemine medial artrotomi ile girilerek ön çapraz bağı kesildi. Dizde instabilite ve kıkırdak yük dağılımının bozulmasını takiben altıncı haftada mekanik yöntemle osteoartrit oluşturuldu. Grup 1'de 9 diz eklemi kendi içinde femur (F) ve tibia (T) olarak ayrıldı.Grup 2'de 9 adet rat sağ diz ön çapraz bağı kesilerek diz ekleminde mekanik olarak osteoartrit oluşturulmasını takiben postoperatif 1. günden itibaren 6 hafta boyunca gavaj yöntemiyle 20mg/kg/gün Simvastatin (Merck Sharp & Dohme ,Middlesex,U.K) oral olarak verildi. Grup 2 `de 9 diz eklemi kendi içinde femur (F) ve tibia (T) olarak ayrıldı.Grup 3'de 9 adet ratın 9 diz eklemi kullanılarak kontrol grubu oluşturuldu. Grup 3'de 9 diz eklemi kendi içinde femur (F) ve tibia (T) olarak ayrıldı. Deneklere altı hafta sonunda yüksek doz ketamin ile ötenazi uygulandı. Aynı gün femur ve tibia eklem yüzleri korunarak, diz eklemi uygun seviyeden kesilerek çıkartıldı ve histopatolojik ve immünhistokimyasal incelemeye tabi tutuldu. Hematoksilen-eosin ile boyanan kesitlerde OARSI (Ostearthritis Research Society İnternational) osteoartrit kıkırdak histopatoloji değerlendirme sistemi kullanılarak skorlandı. MMP-3 İmmünhistokimyasal boyanmayı takiben değerlendirme femur ve tibia eklem kıkırdağında pozitif boyanan kondrosit sayısının diz eklemi toplam kondrosit sayısına oranlanması ile yapıldı. Sonuçların istatistiksel analizi ?Statistical package for Social Sciences-11? (SPSS-11) programı kullanılarak yapıldı. Gruplar arasındaki bulguların istatiksel farkı Mann-Whitney U testi kullanılarak araştırıldı.Bulgular: OARSI (Ostearthritis Research Society İnternational) osteoartrit kıkırdak histopatoloji değerlendirme sistemi kullanılarak yapılan değerlendirmede Grup 3'e (kontrol grubu) göre Grup 1 (ÖÇB kesik) ve Grup 2'de (ÖÇB kesik-simvastatin) osteoartrit oluştuğu gözlendi. Grup 2'de ise Grup 1'e göre istatiksel olarak anlamlı düzeyde osteoartrit evresi, derece ve puanı düşük bulundu. Her 3 grupta yapılan MMP-3 immunohistokimysal boyama sonucu; Grup 1 MMP-3 boyanma yüzdesi Grup 2 ve 3'e göre istatiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulundu. Grup 2 ve Grup 3 karşılaştırıldığında ise MMP-3 boyanma yüzdeleri arasında istatiksel olarak anlamlı fark bulunmadı.Sonuç: Dizde instabilite ve yük dağılımının bozulması sonucunda oluşan osteoartritte oral uygulanan Simvastatin tedavisinin MMP-3 inhibisyonu ile kondroprotektif ve hastalık progresyonunu yavaşlatıcı etkiye sahip olduğu saptanmıştır (Mann-Whitney U; p<0.05). Osteoartritte kısır döngüyü kırmak amacıyla hastalığın inflamatuar basamağına müdahale ederek ilerleyici özeliğinin engellenmesi amaçlanarak yeni tedavi protokolerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak tedavide Simvastatinin kullanılması mümkün görülmekle beraber kondroprotektif etkilerinin insanda ispat edilmesi için ileri düzeyde klinik ve histopatolojik prospektif çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Objective: To investigate the chondroprotective effect of orally adminstrated simvastatin via the inhibition of matrixmetalloproteinase-3 (MMP-3) enzyme in an experimental model of knee osteoarthritis (OA).Materials and Methods:In this study 27 Wistar Albino rats weighing 250-300 gr were used. Animals were divided into 3 Groups. Animals comprising Group 1 and Group 2 underwent a anterior cruciate ligament transection via using a medial arthrotomy to simulate a knee instability altering articular cartilage loading that leads to mechanicaly induced osteoarthritis (OA). After the surgical procedure each animal in Group 2 was treated with oraly adminstrated Simvastatin (Merck Sharp & Dohme, Middlesex,U.K) 20/mg/kg/day for 6 weeks. In Group 3 knees of healthy animals were taken as controls. 9 knee joints in all groups were subseqeuntly diveded into femur (F) and tibia (T) subgroups. All animals were housed in different cages according to their groups and were allowed unlimited activity. All animals were sacrificed 6 weeks after the operation by using an intravenous overdose anesthesia and the knee joints were assesed by histopathological and immunohistochemical methods.Histopathological assesment was made by using the OARSI (Ostearthritis Research Society İnternational) cartilage OA pathology assesment system based on 6 grades and 4 stages reflecting extent of OA over the joint surface.Immunohistochemical asessment was made by identifying the percentage of MMP-3 stained condrocytes in the articular cartilage of femur and tibia respectively.Results: 9 knees of 9 animals were included in each study group. Histopathological examination showed that Group 1 (ACLT) and Group 2 (ACLT +simvastatin) had statistically significant higher OARSİ cartilage OA pathology assesment scores compared with the untreated control knees. However animals in Group 2 treated with simvastatin had statistically lower scores compared to those of Group 1, revealing a decrease in OA progression.The percentage of matrixmetalloproteinase staining between Group 2 (ACLT+simvastatin) and Group 1 (ACLT) showed statistacally significant difference, whereas there was no difference between Group 2 and Group 3 (control ).Conclusion: Orally administrated Simvastatin had benefical effects on progression of osteoarthritis in an experimental animal model of osteoarthritis achieved by transecting the anterior crutiate ligament. Simvastatin may be used as a disease modifying drug in the inflammatory phase of the disease achieving chondroprotective effect on knee joint cartilage and has a promising role in prevention of osteoarthritis in the future.