Metotreksat intoksikasyonuna karşı bromelain tedavisinin etkinliğinin araştırılması
Investigation of the efficacy of bromelain treatment against methotrexate intoxication
Yazar: MEHMET ÇEVİK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET BERKÖZ
Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Eczacılık Bilimleri Ana Bilim Dalı / Eczacılık Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Metotreksat (MTX) nükleotit sentezinden sorumlu, çeşitli enzimleri inhibe ederek folik asit metabolizmasını antagonize eden bir antimetabolittir. MTX, tetrahidrofolat sentezini bloke ederek hücre bölünmesinin ve protein sentezinin durmasına yol açmaktadır. Bu etkisiyle tümör hücrelerinin gelişimini önlemek için sıklıkla kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Ayrıca ilacın immün sistemi baskılayıcı özellikleri olduğu için sedef hastalığı, romatoid artrit gibi hastalıkların tedavisinde de kullanılmaktadır. Kullanım alanları yaygın olmasına rağmen MTX tedavisi hepatoksisite ve nefrotoksisite gibi önemli yan etkilere sebep olmaktadır. Bu durumunun en önemli sebebi MTX'ın, organizmadaki oksidatif stresi arttırmasıdır. MTX uygulaması sonucu oluşan sitotoksik etkiyi azaltmada birçok antioksidan bileşik kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada MTX indüksiyonu ile oluşturulan nefrotoksisiteye karşı, bromelain (BRM) tedavisinin ne derece etkili olduğu ortaya konulmaya çalışıldı. Çalışmada 42 adet dişi sıçan kullanıldı. Sıçanlar rastgele seçilerek 6 gruba ayrıldı. Bu gruplar sırasıyla; kontrol, MTX, BRM20 (20 mg/kg/gün BRM, p.o.), BRM40 (40 mg/kg/gün BRM, p.o.), MTX+BRM20 (20 mg/kg/gün BRM, p.o.) ve MTX+BRM40 (40 mg/kg/gün BRM, p.o.) gruplarıydı. Çalışma toplam 5 gün sürdü. Kontrol grubuna herhangi bir uygulama yapılmadı ve çalışma sonunda sakrifiye edildi. MTX, MTX+BRM20 ve MTX+BRM40 gruplarına çalışmanın ilk günü 20 mg/kg/i.p. tek doz MTX uygulandı ve çalışma sonunda sakrifiye edildi. Ayrıca kontrol ve MTX grupları haricindeki tüm gruplara çalışma boyunca her gün (5 gün boyunca) belirtilen konsantrasyonlarda BRM oral yolla uygulandı ve çalışma sonunda sakrifiye edildi. Çalışma sonunda anestezi altında sıçanların kardiak punction ile kanları alınarak, böbrek dokuları izole edildi. Serum örneklerinde üre, kreatinin ve kan üre azotu miktarları otoanalizörde ticari kit kullanılarak bakıldı. Böbrek dokularında ise lipid peroksidasyonunu belirlemek için malondialdehit (MDA) düzeyi, protein oksidasyonunu belirlemek için protein karbonil düzeyleri, DNA oksidasyonunu belirlemek için 8-hidroksi deoksi guanozin (8-OH dG) düzeyi, antioksidan durumu belirlemek için süperoksit dismutaz (SOD), katalaz, glutatyon peroksidaz (GSH-Px) ve glutatyon redüktaz (GSH-Rx) aktiviteleri ile redükte glutatyon (GSH) düzeyi, enflamatuvar yanıtın gözlenmesi için ise nitrik oksit (NOx) ve prostaglandin E2 (PGE2) düzeyleri ölçüldü. Ayrıca böbrek dokusundaki interlökin 1-beta (IL-1β), tümör nekroz faktör-alfa (TNF-α) ve nüklear faktör kappa beta (NF-κB) proteinlerinin ekspresyon seviyelerine immunoblot yöntemiyle bakıldı. Elde edilen veriler ortalama±standart sapma şeklinde ifade edildi ve p değeri 0.05 ve daha küçük olan veriler istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. Biyokimyasal parametrelerin değerlendirilmesinde tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey testi kullanıldı. MTX uygulamasının böbrek fonksiyon testlerini bozduğu, böbrek dokusundaki lipid peroksidasyonunu, protein ve DNA oksidasyonunu ve enflamatuvar yanıtı arttırdığı, antioksidan savunma sistemini ise zayıflattığı görüldü. Bromelain uygulamasının böbrek dokusundaki oksidatif stresi ve enflamasyonu önlediği gözlendi. Sonuç olarak MTX tedavisinin böbrek dokusunda hasara yol açtığı, bromelain uygulamasının ise oluşan nefrotoksisitenin önüne geçebileceği görüldü.

Abstract:
Methotrexate (MTX) is an antimetabolite that antagonises folic acid metabolism by inhibiting various enzymes responsible for nucleotide synthesis. MTX blocks the synthesis of tetrahydrofolate, leading to the arrest of cell division and protein synthesis. With this effect, it is often used in cancer treatment to prevent the development of tumour cells. In addition, since the drug has immunosuppressive properties, it is also used in the treatment of diseases such as psoriasis and rheumatoid arthritis. Despite its widespread use, MTX treatment causes significant side effects such as hepatoxicity and nephrotoxicity. The most important reason for this is that MTX increases oxidative stress in the organism. Many antioxidant compounds are used to reduce the cytotoxic effect of MTX administration. In this study, it was tried to determine the effectiveness of bromelain (BRM) treatment against MTX induced nephrotoxicity. In the study, 42 female rats were used. The rats were randomly selected and divided into 6 groups. These groups were control, MTX, BRM20 (20 mg/kg/day BRM, p.o.), BRM40 (40 mg/kg/day BRM, p.o.), MTX+BRM20 (20 mg/kg/day BRM, p.o.) and MTX+BRM40 (40 mg/kg/day BRM, p.o.) groups, respectively. The study lasted for a total of 5 days. The control group was not treated and sacrificed at the end of the study. MTX, MTX+BRM20 and MTX+BRM40 groups were administered 20 mg/kg/i.p. single dose MTX on the first day of the study and sacrificed at the end of the study. In addition, all groups except the control and MTX groups were administered BRM orally at the indicated concentrations every day (for 5 days) throughout the study and sacrificed at the end of the study. At the end of the study, rats were anaesthetised, blood was collected by cardiac punction and kidney tissues were isolated. In serum samples, urea, creatinine and blood urea nitrogen were analysed using a commercial kit in an autoanalyzer. In the kidney tissues, malondialdehyde (MDA) level to determine lipid peroxidation, protein carbonyl levels to determine protein oxidation, 8-hydroxy deoxy guanosine (8-OH dG) level to determine DNA oxidation, Superoxide dismutase (SOD), catalase, glutathione peroxidase (GSH-Px) and glutathione reductase (GSH-Rx) activities and reduced glutathione (GSH) levels were measured to determine the antioxidant status and nitric oxide (NOx) and prostaglandin E2 (PGE2) levels were measured to observe the inflammatory response. In addition, the expression levels of interleukin 1-beta (IL-1β), tumour necrosis factor-alpha (TNF-α) and nuclear factor kappa beta (NF-κB) proteins in kidney tissue were examined by immunoblot method. The data obtained were expressed as mean±standard deviation and the data with a p value of 0.05 or less were considered statistically significant. One-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey test were used for the evaluation of biochemical parameters. MTX administration impaired renal function tests, increased lipid peroxidation, protein and DNA oxidation and inflammatory response in renal tissue and weakened the antioxidant defence system. Bromelain administration prevented oxidative stress and inflammation in renal tissue. In conclusion, it was observed that MTX treatment caused damage in the renal tissue and bromelain administration could prevent the nephrotoxicity.