Hipoksik iskemik beyin hasarı oluşturulmuş yenidoğan sıçanlarda Tümör nekrozis faktör alfa baskılayıcısı (Etanersept) ve nitrik oksit sentaz baskılayıcısı (L-NAME) uygulamasının nöronal apoptozis ve motor yetiler üzerine etkilerinin değerlendirilmesi

Abstract

Perinatal dönemde oluşan hipoksik iskemik beyin hasarı (HİBH) zeka geriliğinin, görme ve işitme kaybının, motor kusurların, epilepsinin, beyin felcinin ve ölümün en önemli nedenlerinden biridir. Hipoksi-iskemi ve yeniden kanlanma sonrasında gelişen apoptozisin şiddeti beyin hasarının bir göstergesidirHİBH önlemeye yönelik olarak apoptozisin baskılanması yeni bir tedavi yaklaşımı olarak görülmektedir. Hipoksi ve iskemiyi takiben yeniden kanlanma dönemine geçmeden verilecek tedaviler ile hasarı önleme ya da azaltma mümkün olabilir. Bu çalışmada, HİBH oluşturulan yenidoğan sıçan modelinde nitrik oksit sentaz baskılayıcısı olan L-NAME' in ve tümör nekrozis faktör- alfa ile reseptör düzeyinde yarışmaya girerek baskılayan etanersept'in nöronal apoptozis ve lokomotor aktivite üzerine olan etkileri araştırıldıÇalışmaya alınan sıçanlar dört gruba ayrıldı. Grup B (n:30), Grup C (n:30) ve Grup D (n:30)' deki sıçanlara orta hat kesisi yapılarak sağ karotid arterleri bağlandı. Bu sıçanlar %8 oksijen içeren hipoksi odacığında iki saat bekletildi. Hipoksi sonrası Grup B' dekilere serum fizyolojik (SF), Grup C' dekilere etanersept (10 mg/kg) ve Grup D' dekilere L-NAME (50 mg/kg) periton içi yolla (intraperitoneal, i.p) verildi. Grup A' daki sıçanların (n:30) ise karotid arterleri bulundu, fakat bağlanmadı. Bu sıçanlara hipoksi de uygulanmadı. Her gruptan 15 adet sıçan hipoksi sonrası ikinci saatte dekapite edilerek beyinde apoptotik nöron sayısı ve serum malondialdehid (MDA) düzeylerine bakıldı. Kalan sıçanların uzun dönemdeki motor yetileri açık alan deneyi ile değerlendirildiTUNEL ve Kaspaz-3 yöntemi ile boyanan apoptotik hücre sayısının grup B' deki sıçanlarda diğer gruptakilere göre anlamlı bir şekilde fazla olduğu saptandı (p<0.001). Serum fizyolojik verilen gruplarla karşılaştırma yapıldığında, hipoksi-iskemi sonrası etanersept veya L-NAME verilmesi her iki beyin yarısındaki apoptotik hücre sayılarını anlamlı derecede azalttığı görüldü (p<0.001).Plazma MDA düzeyi de grup B' deki sıçanlarda daha yüksekti ancak, gruplar arası karşılaştırmada istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmadıDoğumdan sonraki 10. haftada lokomotor aktivite açık alan deneyi ile değerlendirildi. Grup B' deki sıçanların ortalama hareket hızları ve birim zamanda katettikleri mesafe diğer üç gruptaki sıçanlara göre daha düşük bulundu, ancak bu durumun istatistiksel bir öneminin olmadığı anlaşıldı.Sonuç olarak çalışmamız; sıçanlarda HİBH oluşturulduktan kısa süre sonra 10 mg/kg dozunda etanersept veya 50 mg/kg dozunda L-NAME kullanımının nöronal apoptozu azaltarak hipoksi-iskeminin akut dönem etkilerini azalttığını ancak belirtilen dozlarda sıçanların lokomotor aktivitelerinde belirgin bir düzelme olmadığını göstermiştir. Bununla birlikte lokomotor aktivitenin etanersept verilen grupta SF verilen gruba göre daha iyi olması etanersept ile ilgili olumlu düşüncelerimizin devam etmesine yol açmıştır. Benzer deneylerin farklı dozlarda ilaç uygulanarak tekrarlanmasıyla, L-NAME ve etanerseptin beyinde oluşturulan hipoksi-iskemi üzerine muhtemel etkilerinin erken ve geç dönemde değerlendirilmesinin gerekli olduğu kanısına varılmıştır.

Perinatal hypoxic ischemic brain injury (HIBI) is encountered one of the major causes of mental retardation, visual and auditory impairment, motor deficiencies, epilepsy, stroke, and death. The severity of hypoxia-ischemia and the increased number of the apoptotic neurons after reperfusion period are indicators of the brain injuryThe suppression of the apoptosis prevent HIBI is regarded as a novel treatment approach. There is the likelihood of preventing or minimizing the injury through the treatments to be administered prior to reperfusion, following hypoxia and ischemia. In this study, the effects of the nitric oxide synthase inhibitor (L-NAME) and tumor necrosis factor-alpha competetive inhibitor (Etanercept) on neuronal apoptosis and locomotor activity in neonatal rat model of HIBI were investigated. The rats included in the study were divided into four groups. Midline incision was performed on the rats in Group B (n:30), Group C (n:30), and Group D (n:30) and their right carotid arteries were ligated. These rats were kept in a hypoxia chamber containing 8% oxygen for two hours. After the hypoxia, normal saline was administered intraperitonelly to the rats in Group B, etanercept (10 mg/kg) to those in Group C, and L-NAME (50 mg/kg) to those in Group D. The carotid arteries of those in Group A (n:30) were located, but were not ligated. The rats in this group were not exposed to hypoxia either. 15 rats from each group were decapitated two hours later than drug administration. The number of apoptotic neurons in the brain were recorded and plasma malondialdehid (MDA) levels were measured. The long-term motor capabilities of the remaining rats were evaluated through open field testsThe number of the apoptotic neurons dyed by TUNEL and Caspase-3 methods was observed to be significantly higher in Group B compared to the other groups (p<0.001). The administration of etanercept or L-NAME to the rats soon after HIBI, significantly reduced the number of apoptotic cells in both hemispheres of the brain compared to those received normal saline (p<0.001Plasma MDA levels were also higher in group B rats, but no statistically significant difference was identified in the comparison among the groupsLocomotor activity was evaluated through open field tests at the 10th week of birth. The average speed activity of the rats in group B and the distance they covered in a unit of time were found to be lower compared to those in the other three groups, which was not regarded as statistically significant.In conclusion, the present study revealed that the administration of etanercept at a dose of 10 mg/kg or L-NAME at a dose of 50 mg/kg to the rats shortly after HIBI significantly reduced neuronal apoptosis and minimized the effects of hypoxic-ischemia during the acute period. There was no apparent improvement in the locomotor activity of the rats by using those drugs at the mentioned dose. However, the fact that locomotor activity in etanercept-administered group was better compared to the group which was administered normal saline supported our views about etanercept. Evaluation of the effects of varying doses of L-NAME and etanercept in the similar experimental settings may give important clues in early and late period of HIBI.