Gluko-lipotoksisite ile indüklenmiş, amiloid-β-aracılı nörodejenerasyonda endokannabinoid sistemin rolünün değerlendirilmesi
Evaluation the role of endocannabinoid system in gluco-lipotoxicity induced, amyloid- β mediated neurodegeneration
Yazar: ZÜBEYİR ELMAZOĞLU
Danışman: PROF. DR. ÇİMEN KARASU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Amiloid beta protein = Amyloid beta protein ; Endokanabinoidler = Endocannabinoids ; Hiperglisemi = Hyperglycemia ; Nörodejeneratif hastalıklar = Neurodegenerative diseases

Özet:
Alzheimer hastalığı (AH) çok yönlü nörodejeneratif bir bozukluk olup, çoğunlukla nörofibriler yumak ve senil plakların eşlik ettiği beyin hasarı ile karakterizedir. Yapılan çalışmalar hipergliseminin oksidatif stres, mitokondriyal disfonksiyon, inflamasyon ve eksitotoksisitenin AH'nın başlaması ve ilerlemesine aracılık ettiğini göstermiştir. Günümüzdeki tedavi rejimleri, AH'da görev alan çoklu mekanizmaları baskılayamamaktadır. Endokannabinoid sistem, nöronal plastisiste, nöroinflamasyon, nörodejenerasyon, sirkadyan ritim ve redoks homeostazı gibi birçok fizyolojik süreçte görev almaktadır ve AH patogenezine karşı etkili olabileceği bildirilmiştir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında endokannabinoid araşidoniletanolamid (AEA) ve 2-araşidonilgliserol (2-AG), sentetik kannabinoid CP 55940 ve WIN 55,212-2 ve yağ asidi amid hidrolaz (FAAH) enzim inhibitörü URB 597 bileşiklerinin, primer hipokampal nöronlarında hiperglisemi ve oligomerik amiloid beta peptid (Aβ1-42) ile oluşturulan nörotoksik modeldeki nöroprotektif özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla, hücreler artan konsantrasyonlarda (1 nM- 1 μM) kannabinomimetiklerle 6 saat boyunca muamele edildikten sonra 150 mM GLU (24 saat) ve takiben 500 nM Aβ1-42 (24 saat) ile inkübe edilmiştir. Hücre canlılığı, hücre içi reaktif oksijen türevleri (ROS), Aβ düzeyleri, mitokondri membran potansiyeli (ΔΨm), antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, CAT, GPx, GRx), oksidatif-nitrozatif stres son ürünleri (AGE, HNE ve 3-NT), inflamatuvar belirteçler (iNOS, IL-1β ve TNF-α) ve antioksidan (p-Nrf2), nörogenez (p-CREB) ve metabolik (p-GSK3β) proteinlerin düzeyleri ölçülmüştür. Kannabinomimetikler Aβ seviyelerini, oksidatif-nitrozatif stres son ürünlerini ve inflamuvar belirteçlerin düzeylerini azaltırken, hücre canlılığını, ΔΨm ve antioksidan enzim aktivitelerini artırmakta, ayrıca p-GSK3β, p-Nrf2 ve p-CREB protein düzeylerinde artış meydana getirmektedirler. Bulgularımız, kannabinoid türevlerinin antioksidan, anti-inflamatuvar ve nöroprotektif etkilerinden dolayı hipergliseminin eşlik ettiği AH'da potansiyel terapötik ajanlar olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Alzheimer's disease (AD) is a multifactorial neurodegenerative disorder linked to various mechanisms converging to damage the brain. Senile plaques and neurofibrillary tangles are commonly found in the brains of AD patients. Several studies suggest that hyperglycemia renders oxidative stress, mitochondrial toxicity, inflammation and excitotoxicity, playing all important roles in the onset and progression of AD. Current treatment regimens are unable to counteract the multiple mechanisms involved in AD. The endocannabinoid system (ECS) has been shown to orchestrate several physiological responses such as neuronal plasticity, neuroprotection, anti-inflammatory events, circadian rhythm, redox homeostasis. The multi-targeted effectiveness of the ECS emerges as a potential approach to treat AD. Therefore, herein we investigated the neuroprotective properties of the endocannabinoids arachidonylethanolamide (AEA) and 2-arachidonoylglycerol (2-AG), the synthetic cannabinoids CP 55-940 and WIN 55,212-2, and the fatty acid amide hydrolase (FAAH) inhibitor URB597, on a combined hyperglycemia HG+oligomeric amyloid β peptide (Aβ1-42) neurotoxic model in primary hippocampal neurons. For the experiments, cells were treated with the cannabinoid agents at growing concentrations (1 nM to 1 μM) for 6 h, and then co-treated with 150 mM GLU (24 h), followed by incubation with 500 nM Aβ1-42 (24 h). Cell viability/survival, intracellular levels of reactive oxygen species (ROS), Aβ mitochondria membrane potential (ΔΨm), antioxidant enzyme (SOD, CAT, GPx and GRx) activities, biological products of oxidative-nitrosative stress (AGE and HNE adducts and 3-NT), and endpoints of inflammatory responses (iNOS, IL-1β and TNF-α) and antioxidant (p-Nrf2), neurogenetic (p-CREB) and metabolic (p-GSK3β) protein levels were all quantified. Cannabinomimetics were able to reduce oxidative-nitrosative endpoints and inflammatory markers in a differential manner and promote cell viability, ΔΨm, antioxidant enzyme capacity. Morever, p-Nrf2, p-CREB and p-GSK3β protein levels were increased by cannabinomimetics. According to our findings, cannabinoidomimetics can be considered as potential therapeutic agents against AD concominant with hyperglycemia due to their antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective effects.