Doksorubisin ile oluşturulan sıçan karaciğer hasarı modelinde tannik asitin koruyucu etkinliğinin araştırılması
Investigation of the protective efficiency of tannic acid in experimental doxorubicin-induced rat liver damage model
Yazar: NESLİHAN ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMİD CEYLAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Karaciğer = Liver ; Karaciğer hastalıkları = Liver diseases ; Tanenler = Tannins ; İlaç tedavisi = Drug therapy

Özet:
Amaç: Kemoterapötik bir antibiyotik olan Doksorubisinin (DOX) klinik etkinliği, kanser hücrelerinin yanı sıra sağlıklı hücreleri de hedef aldığından dolayı sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle DOX kaynaklı yan etkilerin altında yatan mekanizmaların anlaşılmasının yanı sıra oluşabilecek organ hasarına karşı etkili koruyucu bileşiklerinin araştırılması gereklidir. Bu çalışmada, DOX maruziyeti sonucu meydana gelen hepatotoksisite karşısında doğal bir polifenol olan tannik asitin (TA) koruyucu potansiyelinin ve etkilediği moleküler mekanizmaların gen ve protein düzeyinde araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Sprague dawley ırkı sıçanlar rastgele 4 gruba ayrıldı (n=5); kontrol, TA (50 mg/kg), DOX (kümülatif doz: 18 mg/kg) ve DOX+TA. DOX 6 farklı intraperitoneal enjeksiyon ile uygulandı. Antioksidan metabolizmasında rol oynayan majör metabolitlerde (glutatyon; GSH ve malondialdehit; MDA) ve ve bileşenlerde (glutatyon-s-transferaz; GST, glutatyon peroksidaz; GPx, süperoksit dismutaz; SOD ve katalaz; CAT) meydana gelen değişiklikler tüm hayvanların karaciğer dokularında değerlendirildi. Dahası, DOX'un yol açtığı karaciğer toksisitesinin altında yatan faktörlerin anlaşılması amacıyla apoptozis, inflamasyon ve hücre metabolizmasını ve bakımını modüle eden kritik regülatölerin gen ifadeleri Real-Time PCR (qPCR) ile araştırıldı.
Bulgular: DOX maruziyetinin sıçan karaciğer dokularında malondialdehit (MDA) seviyesinde artışa ve glutatyon (GSH) seviyesinde ise önemli bir azalışa neden olduğu gözlenmiştir. Oksidatif stres ilişkili metabolitlerle uyumlu olarak DOX'un antioksidan sistem üyelerinin hem enzim aktivitelerinde hem de transkript seviyelerinde önemli baskılamaya neden olduğu tespit edilmiştir. Dahası, DOX maruziyetinin düzenleyici (Aldoa, Tnfa, Il-6, Foxo1, Foxo3, Casp3, ve Casp9) ve DNA topolojisi ile ilişkili Top2a genlerinin gen regülasyonu üzerinde önemli olumsuz etkileri gözlemlenmiştir. Ancak DOX'un neden olduğu tüm bu olumsuz değişikliklerin TA ile geri döndürülebildiği tespit edilmiştir.
Sonuç: Bulgular, TA'nın DOX kaynaklı karaciğer doku hasarında hücrenin normal fizyolojisini, canlılığını ve özellikle oksidatif stresi etkileyen süreçleri yeniden düzenleyebileceğini ve gelecekteki tedaviler için güçlü bir aday olduğunu düşündürmektedir.

Abstract:
Purpose: The clinical efficacy of Doxorubicin (DOX), a chemotherapeutic antibiotic, is limited as it targets healthy cells as well as cancer cells. Thus, it is necessary to understand the mechanisms underlying the side effects of DOX, as well as to investigate the protective compounds that are effective against organ damage. This study aimed to investigate the protective potential of tannic acid (TA), a natural polyphenol, and the molecular mechanisms it affects against hepatotoxicity resulting from DOX exposure at the gene and protein level.
Method: Sprague dawley rats were randomly divided into 4 groups (n=5); control, TA (50 mg/kg), DOX (cumulative dose: 18 mg/kg), and DOX+TA. DOX was administered by 6 different intraperitoneal injections. Changes in major metabolites (glutathione; GSH and malondialdehyde; MDA) and components (glutathione-s-transferase; GST, glutathione peroxidase; GPx, superoxide dismutase; SOD, and catalase; CAT) involved in antioxidant metabolism were evaluated in the liver tissues of all animals. Moreover, the gene expressions of critical regulators that modulate apoptosis, inflammation, and cell metabolism and maintenance were investigated by quantitative Real-Time PCR to understand the underlying factors of DOX-induced liver toxicity.
Findings: It was observed that DOX exposure caused an increase in malondialdehyde (MDA) level and a significant decrease in glutathione (GSH) level in rat liver tissues. Consistent with oxidative stress-related metabolites, DOX exposure caused a significant suppression in both enzyme activities and transcript levels of antioxidant system members (glutathione peroxidase; GPx, glutathione-s-transferase; GST, superoxide dismutase; SOD and catalase; CAT). Moreover, significant unfavorable effects of DOX exposure was observed on gene regulation of regulator (Aldoa, Tnfa, Il-6, Foxo1, Foxo3, Casp3, and Casp9) and DNA topology associated Top2a genes. However, it has been determined that all these negative alterations caused by DOX can be reversed with TA.
Results: The findings suggest that TA can reorganize processes that affect the normal physiology and viability of the cell, especially oxidative stress, in the DOX-induced liver tissue damage, and that it is a powerful candidate for future therapies.