Sıçanlarda intraserebroventriküler plazmid ve preformed fibril enjeksiyonu ile oluşturulan alfasinükleinopati parkinson hastalığı modelinde brimonidinin olası nöroprotektif etkisinin incelenmesi
Investigation of possible neuroprotective effect of brimonidine in a alphasynucleinopathy parkinson's disease model created by intracerebroventricular plasmid and preformed fibril injection in rats
Yazar: GÖKÇE ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. ŞABAN REMZİ ERDEM
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Sıçanlarda santral alfa-sinüklein pre-formed fibril uygulamasının 6 ay sonra alfa-sinükleinopati oluşturduğu bildirilmiş ve sıçan Parkinson hastalığı modeli olarak önerilmiştir. Bu tez çalışmasında, sıçanlarda intraserebroventriküler alfa-sinüklein pre-formed fibril uygulamasından 4 hafta önce, aynı yoldan alfa-sinüklein proteinini kodlayan mRNA'yı içeren plazmid uygulaması ile alfa-sinükleinopati oluşma sürecinin kısalacağı hipotezi test edilmiştir. Süreç bir sıçan Parkinson hastalığı modelinden beklenen kognitif, motor ve motor-dışı belirtileri değerlendirmeye yönelik çeşitli nöropsikofarmakolojik yöntemlerle incelendi. Ayrıca ikincil amaç olarak bu model üzerinde, daha önce retinal ganglion hücrelerde nöroprotektif etkisi gösterilmiş olan α2 adrenerjik reseptör agonisti brimonidin'in olası etkisi değerlendirildi. Bu tez çalışmasında her iki cinsiyetten, Sprague Dawley ırkı sıçanlar (250-300 g, 4 aylık, n=30) kullanıldı. Sıçanlar, cinsiyet dağılımı eşit olacak şekilde, 5 homojen gruba rasgele olarak dağıtıldı (n=6). Bu gruplar control, sham, alfa-sinüklein, alfa-sinüklein + brimonidine ve brimonidine grupları şeklinde oluşturuldu. Etkilerin zamana bağımlılığını değerlendirmek için davranış testleri enjeksiyonların bitiminden 2 ve 4 ay sonra yapıldı. Sıçanlarda anksiyete durumu açık alan (AA) ve yükseltilmiş artı labirent (YAL) testleri ile, öğrenme-bellek performansı yeni nesne tanıma (YNT) ve Morris su labirenti (MSL) testleri ile değerlendirildi. Motor koordinasyonun değerlendirilmesi için dikey tele tutunma (DDT) testi, yatay merdiven testi (YM) ve rot-a-rod testi kullanıldı. Motor-dışı otonomik disfonksiyonun değerlendirilmesi için hot plate testi kullanıldı. Alfa-sinüklein grubunda 2. ayda açık alan testi ile değerlendirilen anksiyete daha fazla olduğu halde YAL testi ile gruplar arasında anlamlı bir fark göstermedi. Alfa-sinüklein grubunda her iki zaman noktasında da YNT ve MSL ile değerlendirilen bellek performansının bozulduğu saptandı. DTT ve YM testleri alfa-sinüklein grubunda motor kooardinasyonun her iki zaman noktasında da kötüleştiğini gösterirken, rot-a-rod testi motor diskoordinasyonun özellikle 4. ayda kötüleştiğini kanıtladı. Ağrılı uyarana verilen tepki süresindeki gecikmeye dayanan hot plate testi bulguları yine alfa-sinüklein grubunda otonomik disfonksiyon geliştiğini belirledi. Bu tez çalışmasında olası nöroprotektif etkisi değerlendirilen brimonidin otonomik disfonksiyon dışında alfa-sinüklein uygulamasına bağlı hiçbir kötüleşmeyi anlamlı olarak geri çevirmedi. Bu tez çalışması ile intraserebroventriküler plasmid ön-uygulamasının alfa-sinüklein ile oluşturulan olası alfasinükleinopatiye bağlı sıçan Parkinson hastalığı modelinin motor ve motor-dışı bulgular ile değerlendirilen oluşma sürecini kısalttığı sonucuna varıldı.

Abstract:
It was reported that central alpha-synuclein pre-formed fibril administration in rats caused alpha-synucleinopathy within 6 months and was suggested as a rat Parkinson's disease model. In this thesis, we hypothetized that alpha-synucleinopathy formation process would be shortened by the application of plasmid containing mRNA encoding alpha-synuclein protein 4 weeks before the application of intracerebroventricular alpha-synuclein pre-formed fibril in rats. In the process various neuropsychopharmacological tests to assess the cognitive, motor, and non-motor symptoms expected from a rat Parkinson's disease model were examine. In addition, as a secondary aim, the possible effect of the α2 adrenergic receptor agonist brimonidine, which has previously been shown to have neuroprotective effects on retinal ganglion cells, was evaluated on this model. In this thesis study, Sprague Dawley rats (250-300 g, 4 months old, n=30) of both sexes were used. Rats were randomly distributed into 5 homogeneous groups with equal sex distribution (n=6). These groups were formed as control, sham, alpha-synuclein, alpha-synuclein + brimonidine and brimonidine groups. Behavioral tests were performed 2 and 4 months after the end of the injections to assess the time dependence of the effects. Anxiety in rats was evaluated with open field and elevated plus maze tests, and learning-memory performance was evaluated with new object recognition and Morris water maze tests. Vertical grid test, horizontal staircase test and rot-a-rod test were used to evaluate motor coordination. The hot plate test was used to evaluate non-motor autonomic dysfunction. Although the anxiety assessed with the open field test was higher in the alpha-synuclein group at 2 months, it did not show a significant difference between the groups with the elevated plus maze test. In the alpha-synuclein group, memory performance as assessed by new object recognition and Morris water maze tests was found to be impaired at both time points. While vertical grid test, horizontal staircase test showed that motor coordination worsened in the alpha-synuclein group at both time points, rod-a-rod test showed that motor discoordination worsened especially at 4 months. Findings of the hot plate test based on the delay in the response time to the pain stimulus again determined that autonomic dysfunction developed in the alpha-synuclein group. In this thesis study, brimonidine, whose possible neuroprotective effect was evaluated, did not significantly reverse any worsening due to alpha-synuclein administration, except for autonomic dysfunction. In this thesis, it was concluded that intracerebroventricular plasmid pre-administration shortened the formation process of the rat Parkinson's disease model due to possible alpha-synuclein-induced alpha-synucleinopathy, as assessed by motor and non-motor findings.