Rotenon ile indüklenmiş parkinson hastalığı deney modelinde metilglioksalin hastalığın patogenezine etkilerinin incelenmesi /
Yazar: YEKTA ÇULPAN
Danışman: PROF. DR. REZZAN GÜLHAN
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Metilglioksal = Methylglyoxal ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; Rotenon = Rotenone ; Tirozin hidroksilaz = Tyrosine hydroxylase

Özet:
Amaç: Tip 2 diyabet hastalığının Parkinson hastalığı için bir risk faktörü olduğu ve hiperglisemi ile beraber hastalık sürecinde ortaya çıkan "ileri glikasyon son ürünü" öncüsü metilglioksalin Parkinson Hastalığı patolojisinde rolü olabileceği düşünülmektedir. Çalışmamızın amacı, güçlü bir protein-glikasyon ajanı olan metilglioksalin Parkinson hastalığı gelişimine etkisini araştırmaktır. 

Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda, 2-3 aylık Wistar Albino sıçanlarla 4 deney grubu oluşturuldu: Kontrol (Su+Dimetilsülfoksid (DMSO), n=10), Metilglioksal (Metilglioksal+DMSO, n=10), Rotenon (Su+Rotenon, n=11), Metilglioksal+Rotenon (MGO+Rotenon, n=11). Metilglioksal veya su 55 gün boyunca oral, Rotenon veya rotenonun çözücüsü olan DMSO 40 gün subkutan uygulandı. Motor fonksiyonların değerlendirilmesinde lokomotor aktivite, şaha kalkma, rotarod testleri kullanıldı. Striatum ve substantia nigra bölgelerinde tirozin hidroksilaz immünoreaktivitesi değerlendirildi. Veriler GraphPad Prism v8 programı ile analiz edildi. İstatistiksel anlamlılık düzeyi p<0.05 kabul edildi.

Bulgular: Çalışmada Kontrol grubunun ağırlığında anlamlı artış gözlenirken (p<0.001) Rotenon ve MGO+Rotenon gruplarının ağırlığında istatistiksel olarak anlamlı olmayan bir azalma gözlendi (p=0.194, p=0.082, sırasıyla). Lokomotor aktivite testinde kat edilen mesafe, ambulatuvar hareket yüzdesi ve vertikal hareket sayısının MGO+Rotenon grubunda Kontrol grubuna göre azaldığı belirlendi (p=0.035, p=0.043, p=0.017, sırasıyla). Horizontal hareket sayısı ve stereotipik hareket yüzdesi ise hem Rotenon (p=0.044, p=0.024, sırasıyla) hem de MGO+Rotenon grubunda (p=0.023, p=0.008, sırasıyla) Kontrol grubuna göre düşüktü. Şaha kalkma davranışının Rotenon ve MGO+Rotenon gruplarında Kontrol grubundan daha az olduğu görüldü (p=0.030, p=0.007, sırasıyla). Rotarod testinde ise MGO+Rotenon grubunun platformda kaldığı en uzun süre Kontrol grubundan kısaydı (p=0.008). MGO+Rotenon grubunda striatumun anterior komissür öncesi bölgesinde tirozin hidroksilaz immünoreaktivite pozitifliği Kontrol ve MGO gruplarından anlamlı olarak az iken (p=0.027, p=0.047, sırasıyla) anterior komissür hizasında ve sonrasında anlamlı fark yoktu (p>0.05). Substantia Nigra pars kompaktadaki tirozin hidroksilaz pozitif hücre sayıları açısından da gruplar arasında fark bulunmadı (p>0.05).

Sonuç: Metilglioksalin rotenon ile nigrostriatal dejenerasyonu tetiklenen sıçanlarda motor bozuklukları şiddetlendirdiği ve dopaminerjik nöronlardaki hasarı arttırdığı bulundu. Bu bulgular metilglioksalin Parkinson hastalığı patolojisini şiddetlendirdiğine işaret etmektedir.

Abstract:
Aim: It is thought that type 2 diabetes is a risk factor for Parkinson's disease, and methylglyoxal, the precursor of the "advanced glycation end product" that occurs during the disease process together with hyperglycemia, may have a role in the pathology of Parkinson's disease. The aim of our study is to investigate the effect of methylglyoxal, a powerful protein-glycation agent, on the pathology of Parkinson's disease.

Methods: Four experimental groups were formed with 2-3 months old Wistar Albino rats: Control (Water+Dimethylsulfoxide (DMSO), n=10), Methylglyoxal (MGO+DMSO, n=10), Rotenone (Water+Rotenone, n=11), MGO+Rotenone (n=11). Methylglyoxal or water were administered orally for 55 days, Rotenone or DMSO (carrier of rotenone) were administered subcutaneously for 40 days. Locomotor activity, rearing, and rotarod tests were used to evaluate motor functions. Tyrosine hydroxylase immunoreactivity in striatum and substantia nigra pars compacta was evaluated. GraphPad Prism v8 was used in the analysis. Statistical significance level was accepted as p<0.05.

Results: In the study, a significant increase was observed in the weight of the control group (p<0.001), while a statistically insignificant decrease was observed in the weight of the Rotenone and MGO+Rotenone groups (p=0.194, p=0.082, respectively). In locomotor activity test, the distance traveled, the percentage of ambulatory movement and the number of vertical movements decreased in MGO+Rotenone group compared to the control's (p=0.035, p=0.043, p=0.017, respectively) whereas the number of horizontal movements and the percentage of stereotypical movements were lower in both Rotenone (p=0.044, p=0.024, respectively) and MGO+Rotenone groups (p=0.023, p=0.008, respectively). It was observed that rearing behavior was less in the Rotenone and MGO+Rotenone groups than in the control's (p=0.030, p=0.007, respectively). In Rotarod test, the longest time MGO+Rotenone group stayed on the platform was shorter than the control's (p=0.008). While the percentage of immunoreactivity positivity in striatum region before the anterior commissure in MGO+Rotenone group was lower than the control and MGO groups (p=0.027, p=0.047, respectively), there was no significant difference at the level of and after the anterior commissure (p>0.05). There was no difference among groups in the number of tyrosine hydroxylase positive cells in substantia nigra pars compacta (p>0.05).

Conclusion: Methylglyoxal was found to exacerbate motor dysfunction and increase the damage in dopaminergic neurons when nigrostriatal degeneration was triggered. These findings indicate that methylglyoxal exacerbates the pathology of Parkinson's disease.