Curcumin (Zerdeçal)'in primer astroglial hücre hattında penisilin ile indüklenen astrosit stresine – ölümüne (nekrosis - apoptosis) koruyucu etkisi
Protective effect of curcumin (curcuma longa) on astrocyte stress - death (necrosis - apoptosis) in primary astroglial cell line
Yazar: NURİYE KURBETLİ
Danışman: DOÇ. DR. ŞAHİKA PINAR AKYER
Pamukkale Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Anatomi Ana Bilim Dalı / Anatomi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Anatomi = Anatomy ; Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Astrositler = Astrocytes ; Beyin = Brain ; Epilepsi = Epilepsy ; Hücre kültür teknikleri = Cell culture techniques ; Hücre ölümü = Cell death ; Kurkumin = Curcumin ; Penisilinler = Penicillins ; Sıçanlar = Rats ; Zerdeçal = Turmeric

Özet:
Epilepsi dünya üzerinde 50 milyondan fazla insanı etkileyen önemli bir hastalıktır. Son yıllarda epilepsi mekanizmasında astrositlerin öne çıkması, hastalığın mekanizmasında ve sonuç olarak antiepileptik ilaç çalışmalarında değişikliklere sebep olmuştur. Genellikle epilepsinin sebebi hippocampus'taki sklerotik alanlar olarak bilinir. Gerçekte astrositler sklerotik dokuda glutamate salınımını başlatırlar. Glutamat çevredeki nöronları heyecanlandırır ve nöbet aktivitesi gerçekleşir. Deneysel epilepside penisilin, epilepsi modelinin oluşturulmasında yaygın olarak kullanılır. Bunların yanında önceki çalışmalar, Curcumin'in uygun konsantrasyonlarda nöron hücresini koruyabildiğini göstermiştir.  Bu çalışmanın amacı, nörodejeneratif hastalıklarda etkisi kanıtlanan Curcumin'in, penisilin tarafından primer astroglial hücre hattında indüklenen astrosit dejenerasyonu üzerindeki protektif etkisini göstermektir. Bu çalışma Curcumin'in penisilinin neden olduğu astrosit ölümüne etkisi ile ilgili olan ilk çalışmadır. Bu amaçla, yeni doğan sıçan beyni ekstrakte edildi ve daha sonra mekanik olarak astroglial hücre süspansiyonuna ayrıldı ve son olarak kültür ortamında büyütüldü. Penisilin içermeyen ve 1000 IU penisilin içeren ortamlarda farklı curcumin konsantrasyonları (5, 10, 20, 25, 50, 75, 100, 150 µM) kullanıldı. Penisilin astroglial hücrenin canlılığını istatistiki olarak anlamlı şekilde azaltırken, buna karşın curcumin, penisilinin primer astroglial hücre hattına yol açtığı hasarı engelleyerek istatistiki olarak anlamlı derecede hücre canlılığını arttırdığı gözlendi. Örneklerden elde edilen cDNA'lar ile Bax, Bcl2, CDK6, P21 ve Cyclin D1 seviyeleri, Real-Time PCR cihazı ile ve "Comparative CT" analizi yapılarak belirlendi. Ek olarak Western Blot yöntemi ile p38 MAPK ve fosfo p38 MAPK, c June N terminali (JNK), AMPK alfa 1 ve fosfo AMPK alfa 1, kaspaz 3, asetil coA karboksilaz ve son olarak sitokrom c düzeylerine bakıldı. RT-PCR ve western blot sonuçlarının her ikisinde, penisilin uygulanan hücre hattı ile curcumin uyguladığımız penisilinli hücre hattı grupları arasında mekanizmayı açıklayıcı istatistiki olarak anlamlı farklar bulundu. Hücrenin hayatta kalmasının, curcumin'e kuvvetle bağlı olduğu gösterildi. Gördük ki curcumin potansiyel olarak p38 MAPK ve JNK'yi inhibe ederek hücre canlılığını arttırır. Genel olarak, bu çalışma, curcuminin, hastalığın başlaması ve ilerlemesi sırasında gözlenen oksidatif stres, nöroinflamasyon, apopitoz ve astroglial kayıp gibi moleküler ve hücresel değişiklikleri değiştirmedeki potansiyel rollerine ek olarak epileptik nöbet semptomlarını hafifletebileceğini ortaya koymuştur. Curcumin'in epileptik nöbeti önleyen çoklu mekanizmalarıyla birleştirilmiş güvenlik profili, epilepsi tedavisinde bu maddenin umut verici bir yönüdür. Ancak, şu ana kadar mevcut kanıtlar başlangıç niteliğindedir; Epilepside uzun vadeli etkinliğini ve güvenliğini belirlemek için daha ileri klinik öncesi ve klinik çalışmalara ihtiyaç vardır. Sonuçta; curcumin'in antiepileptik ajan olarak kullanılabileceğini düşünüyoruz

Abstract:
Epilepsy is an important disease that affects more than 50 million people around the world. In recent years, the prominence of astrocytes in the mechanism of epilepsy has led to changes in the mechanism of the disease and, consequently, in antiepileptic drug studies. Often the cause of epilepsy is known as sclerotic areas in the hippocampus. In fact, astrocytes initiate the release of glutamat in the sclerotic tissue. Glutamat excites surrounding neurons and seizure activity occurs. In experimental epilepsy, penicillin is widely used to establish the epilepsy model. Besides, previous studies have shown that Curcumin can protect neuron cells at appropriate concentrations. The aim of this study is to show the protective effect of Curcumin, which has been proven to be effective in neurodegenerative diseases, on astrocyte degeneration induced by penicillin in the primary astroglial cell line. This is the first study on the effect of Curcumin on penicillin-induced astrocyte death. For this purpose, newborn rat brain was extracted and then mechanically separated into astroglial cell suspension and finally grown in culture medium. Different curcumin concentrations (5, 10, 20, 25, 50, 75, 100, 150 µM) were used in media without penicillin and containing 1000 IU penicillin. While penicillin statistically significantly decreased the viability of the astroglial cell, curcumin increased the cell viability statistically significantly by preventing the damage caused by penicillin to the primary astroglial cell line. The cDNAs and Bax, Bcl2, CDK6, P21 and Cyclin D1 levels obtained from the samples were determined by Real-Time PCR device and "Comparative CT" analysis. In addition, p38 MAPK and phospho p38 MAPK, c June N terminal (JNK), AMPK alpha 1 and phospho AMPK alpha 1, caspase 3, acetyl coA carboxylase and finally cytochrome c levels were measured by Western blot method. In both RT-PCR and western blot results, statistically significant differences were found explaining the mechanism between the penicillin-treated cell line and the curcumin-treated penicillin cell line groups. Cell survival has been shown to be strongly dependent on curcumin. We found that curcumin potentially increases cell viability by inhibiting p38 MAPK and JNK. Overall, this study revealed that curcumin may alleviate epileptic seizure symptoms in addition to its potential roles in modifying molecular and cellular changes such as oxidative stress, neuroinflammation, apoptosis, and astroglial loss observed during disease onset and progression. The safety profile of curcumin combined with its multiple mechanisms of preventing epileptic seizure is a promising aspect of this agent in the treatment of epilepsy. However, the evidence available so far is preliminary; Further preclinical and clinical studies are needed to determine its long-term efficacy and safety in epilepsy. In conclusion, we think that curcumin can be used as an antiepileptic agent.