Genetik absans epilepsi modeli WAG/Rij sıçanlarda nanopartikül bağlı antiepileptik ilacın kan-beyin bariyeri dinamikleri ve antiepileptojenik etkileri
Blood brain barrier dynamics and antiepileptogenic effects of antiepileptic drug- bound nanoparticle in WAG/Rij rats as a genetic absence epilepsy model
Yazar: ARZU TEMİZYÜREK
Danışman: PROF. DR. ERDEM TÜZÜN ; PROF. DR. MEHMET KAYA
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı / İleri Nörolojik Bilimler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Antikonvülsanlar = Anticonvulsants ; Elektroensefalografi = Electroencephalography ; Epilepsi-absans = Epilepsy-absence ; Genetik = Genetics ; Kan beyin bariyeri = Blood brain barrier ; Lakozamid = Lacosamide ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Epilepsi, dünya'da 65 milyondan fazla insanı etkileyen kronik nörolojik bir hastalıktır. Epilepsinin alt gruplarından biri olan absans epilepsi çocuklarda ve ergenlerde otozomal dominant kalıtımlı ve genetik altyapılı bir epilepsi türü olarak görülmektedir. Antiepileptik ilaçların başlıca beyin kan damarlarının endotel hücrelerince oluşturulan kan-beyin bariyeri (KBB) nedeniyle beyine geçişlerindeki sınırlama, etkin tedavinin önünü önemli bir ölçüde kapatmaktadır. Erişkin WAG/Rij sıçanların kullanıldığı bu çalışmada, nöro-nanoteknoloji yöntemlerinde bir taşıyıcı olarak kullanılan altın nanopartikül (ANP) lakosamid (LCM)  ile ilişkilendirildikten sonra, bu antiepileptik ilacın nöbetler üzerine olan etkileri gösterilmeye çalışıldı. ANP'nin nöbetler üzerine olan uzun süreli etkilerini görmek için sağ ve sol hipokampusa yerleştirilen elektrotlar aracılığıyla elektroensefalografi (EEG) kaydı alındı ve anksiyete seviyelerini göstermek için yükseltilmiş artı labirent testi gerçekleştirildi. Ayrıca, in vivo görüntüleme (IVIS), indüktif eşleşmiş plazma spektrometresi (ICP-MS) ve elektron mikroskopi yöntemleri kullanılarak ANP'lerin beyindeki varlıkları tespit edildi. Aynı zamanda deneylerin sonunda hayvanların hemogram analizleri yapıldı. Bazal verilerle kıyaslandığında, ANP'li veya ANP'siz LCM uygulanması ortalama amplitüt ve frekans değerlerinde azalmalara yol açtı (p<0.01). ANP+LCM enjeksiyonları anksiyete düzeyinde anlamlı şekilde azalmaya neden oldu (p<0.01). İn vivo görüntülemede elde edilen değerler, LCM'nin ancak ANP varlığında beyin parankimine daha fazla değerde ulaştığını gösterdi (p<0.01). Ultrastrüktürel incelemelerde, ANP'lerin nöronal yapılar dahil KBB endotel hücrelerinde bulunduğu tespit edildi. ANP, LCM, ANP+LCM ile 5 günlük tedavi sonunda hemogram değerlerinde anlamlı bir değişiklik bulunmadı. Sonuç olarak, ANP'nin antiepileptojenik etkinlik açısından LCM'nin KBB'den geçişinde etkili bir araç olduğu ve daha da önemlisi düşük dozda LCM'nin ANP+LCM şeklinde uygulanmasının nöbetlerin amplitütü ve frekansı üzerine güçlü bir etki yaptığını söylemek mümkündür.

Abstract:
Epilepsy is a neurological disease that affects more than 65 million people worldwide. Absence epilepsy is seen in children and adolescents. The blood-brain barrier (BBB) constituted by the endothelial cells of the brain microvessels limits the passage of circulatory substances into the brain parenchyma. In this study, adult WAG/ Rij rats were used to show the effects on seizures of lacosamide (LCM) associated with gold nanoparticle (GNP). To see the long-term effects of GNP on seizures, EEG recordings were obtained by electrodes placed in the right and left hippocampus, and an Elevated Plus Maze (EPM) test was performed. The presence of GNPs in the brain was determined by using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) and electron microscopy. At the same time, hemogram analysis of the animals were performed at the end of the experiments. Application of LCM with or without GNP caused significant decreases in amplitude, and seizure frequency values compared to baseline values (p<0.01). GNP+LCM injections significantly decreased anxiety levels as well (p<0.01). The findings obtained from IVIS showed that LCM reached higher levels of brain parenchyma in the presence of GNP (p<0.01). In ultrastructural examinations, GNPs were found in the neuronal structures after passing BBB endothelial cells. There were no significant changes in hemogram values. Our results suggest that GNP is an effective transfer agent in terms of antiepileptogenic efficacy in the passage of LCM through the BBB, and more importantly, the application of low dose LCM as GNP+LCM strongly influences the amplitude, and frequency of seizures.