Deneysel iskemi reperfüzyon hasarı oluşturulmuş sıçan beyin dokusunda TRPA1 ve TRPC1 kanalları üzerine BRL37344'ün etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of BRL37344 on TRPA1 and TRPC1 channels in experimental ichemia-reperfusion damaged rat brain tissue
Yazar: MÜDİLE ALATAŞ
Danışman: DOÇ. DR. FERHAT BALGETİR
Fırat Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Beyin = Brain ; Enzime bağlı immünosorbent testi = Enzyme-linked immunosorbent assay ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Reperfüzyon = Reperfusion ; Reperfüzyon lezyonu = Reperfusion injury ; Serebrovasküler bozukluklar = Cerebrovascular disorders ; Serebrovasküler dolaşım = Cerebrovascular circulation ; Sıçanlar = Rats ; İskemi = Ischemia

Özet:
Beynin bir bölgesinin kan akımının durması ile beslenmesinin bozulması sonucu nörolojik defisite neden olan iskemik serebrovasküler hastalık ciddi bir nörolojik sorundur ve dünyadaki sakatlık veya ölümün önde gelen nedenidir. İskemi sonrası Na-K ATPaz pompasının bozulmasına bağlı gelişen sitotoktik ödemi anaerobik glikolize bağlı oluşan laktik asidoz, hücre içi kalsiyum artmasına bağlı proteaz ve fosfolipaz aktivasyonu, fosfolipaz aktivasyonu ile serbest radikallerin oluşması nöronal hasardan sorumlu tutulsa da nöronal harabiyetin mekanizması ve patogenezi tam olarak aydınlatılamamıştır. Seçici olmayan katyon kanalları ile sağlanan hücre içine iyon akışı nöronal hücre ölümünden sorumlu tutulmaktadır. TRP ailesinin iskemik inmede aşırı eksprese edildiği ve Ca2+ aracılı nekrotik ve apoptotik hücre ölümünde rol oynadığı düşünülmektedir. Bu çalışmada deneysel iskemi-reperfüzyon hasarı oluşturulan sıçan beyin dokusunda TRPA1 ve TRPC1 serum düzeyleri ve immünreaktivitesi üzerine BRL37344'ün etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmada 8-12 haftalık 35 adet Spraque-Dawley cinsi erişkin erkek sıçanlar rastgele 5 gruba ayrılacak şekilde kullanıldı. Kontrol, Sham, BRL37344, iskemi-reperfüzyon ve iskemi-reperfüzyon + BRL37344 olarak gruplar oluşturuldu. Kontrol grubundaki sıçanlara deney süresi boyunca herhangi bir işlem yapılmadı. BRL37344 grubuna dekapite edilmeden 120 dakika önce tek doz 5 mcg/kg BRL37344 uygulandı. İskemi-reperfüzyon ve Sham gruplarındaki sıçanların tamamına ise cerrahi işlem uygulandı. Deney sonunda tüm gruptaki sıçanlar ketamin (75 mg/kg) + xylazine (10 mg/kg) i.p. uygulanarak dekapite edildi. Sıçanlardan kan alındı ve dekapitasyonun ardından beyin dokuları hızla çıkarıldı. TRPA1 ve TRPC1 immünohistokimyasal boyama, apoptoz için TUNEL boyama yapıldı. Alınan kanlar santrifüj edilerek alınan serumlar ependorf tüplerde ELİSA (TAS, TOS, TRPA1, TRPC1) çalışması için -80 °C'de çalışma gününe kadar saklandı.
Tüm gruplarda TAS, TOS, TRPA1 ve TRPC1 serum seviyelerini ölçmek için yapılan biyokimyasal incelemelerde; kontrol, sham ve BRL37344 gruplarında sonuçlar benzerdi. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında İR grubunda TOS, TRPA1 ve TRPC1 seviyelerinde istatiksel olarak anlamlı derecede bir artış varken TAS seviyesinde istatistiksel olarak anlamlı derecede azalma izlendi. İR grubu ile karşılaştırıldığında İR+BRL37344 grubunda ise TOS, TRPA1 ve TRPC1 seviyelerinde istatiksel olarak anlamlı derecede bir azalma varken TAS seviyesinde istatistiksel olarak anlamlı derecede artma izlendi. Işık mikroskobu altında TRPA1 ve TRPC1'in immünohistokimyasal incelemesinde, immünreaktivite kontrol, sham ve BRL37344 gruplarında benzerdi. Kontrolle karşılaştırıldığında İR grubunda anlamlı bir şekilde artış gözlendi. İR grubuyla karşılaştırıldığında İR+BRL 37344 grubunda TRPA1 ve TRPC1 immünreaktivitelerinde istatiksel olarak anlamlı bir azalma izlendi.
İskemi reperfüzyon hasarı sonrası meydana gelen nöronal hasarın nedenleri hâlâ tam olarak aydınlatılamamış olsa da mevcut çalışmadan elde edilen bulgular TRPA1 ve TRPC1 katyon kanallarının nöronal hasarda önemli bir rol oynayabileceğini ve bu kanallar üzerine BRL37344'ün koruyucu etkisinin olabileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Beyin, iskemi reperfüzyon hasarı, TRPA1, TRPC1, BRL37344

Abstract:
Ischemic cerebrovascular disease is a serious neurological problem causing neurological deficit as a result of a reduction or blockage in blood flow to the brain tissue, also known as the leading cause of disability or death in the world. Although neuronal damage is commonly associated with several conditions including cytotoxic edema caused by the disruption of the Na⁺/K⁺-ATPase pump after ischemia, lactic acidosis due to anaerobic glycolysis, protease and phospholipase activation due to increased intracellular calcium, and the formation of free radicals due to phospholipase activation, the mechanism and pathogenesis of neuronal destruction has not been fully elucidated. The ion currents in cells mediated by non-selective cation channels are held responsible for neuronal cell death. The TRP family is considered to be upregulated in ischemic stroke and to play a role in Ca2+-mediated necrotic and apoptotic cell death. The aim of this study was to investigate the effects of BRL37344 on serum levels of TRPA1 and TRPC1 and immunoreactivity in rat brain tissue in an experimental ischemia-reperfusion (I/R) injury model.
A total of 35 Sprague-Dawley adult male rats aged 8-12 weeks were randomly divided into five groups: (i) control, (ii) sham, (iii) BRL37344, (iv) I/R, and (v) I/R + BRL37344. No treatment was administered in the control group. A single dose of BRL37344 (5 mcg/kg) was administered to the BRL37344 group 120 minutes before decapitation. Surgery was performed in all rats in the ischemia-reperfusion and sham groups. At the end of the experiment, all the rats were decapitated using ketamine (75 mg/kg) + xylazine (10 mg/kg) i.p. Blood was drawn from the rats and brain tissues were rapidly removed after decapitation. Immunohistochemical staining was performed for TRPA1 and TRPC1 under light microscopy, and TUNEL staining was performed for apoptosis. Blood samples were centrifuged and serums were stored in Eppendorf tubes at -80 °C for ELISA examination (total antioxidant status [TAS], total oxidant status [TOS], TRPA1, and TRPC1) until the analysis.
In biochemical examinations, no significant difference was found among the control, sham, and BRL37344 groups with regard to TAS, TOS, TRPA1, and TRPC1 levels. In the I/R group, there was a significant increase in the TOS, TRPA1, and TRPC1 levels and a significant decrease in the TAS level compared to the control group. Compared to the I/R group, the IR+BRL37344 group showed a significant decrease in the TOS, TRPA1, and TRPC1 levels and a significant increase in the TAS level. In immunohistochemical examination TRPA1 and TRPC1 under light microscopy, immunoreactivity was similar in the control, sham, and BRL37344 groups. In contrast, a significant increase in immunoreactivity was observed in the I/R group compared to the control and a significant decrease was observed in TRPA1 and TRPC1 immunoreactivity in the IR+BRL37344 group compared to the I/R group.
The exact causes of neuronal damage after I/R injury remain unclear. Findings from the present study show that TRPA1 and TRPC1 cation channels may play a significant role in neuronal damage and that BRL37344 may have a protective effect on these channels.
Key words: Brain, ischemia/reperfusion injury, TRPA1, TRPC1, BRL37344