Tekrarlayan transkraniyel manyetik stimülasyonun beyin felci sonrası hasara etkisinin deneysel fare modelinde araştırılması

Abstract

İskemi sonrasında beyindeki endojen mekanizmaların hasarlı bölgede tekrar organizasyon yapma ve yeni aksonlar uzatma kapasitesine sahip olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada tekrarlayan transkraniyel manyetik stimülasyonun (tTMS) fokal serebral iskemi sonrası kısa dönemde hücre ölümü, hücre içi sinyal yolakları üzerinden etki mekanizmasının araştırılması ve uzun dönemde nörogenez, fonksiyonel geri kazanım ve nöronal plastisiteye olan etkilerini araştırmak amaçlanmıştır. Bu çalışmada, 8-12 haftalık erkek BALB/c farelerin orta serebral arterleri filament yöntemi ile 30 dakika süresince tıkandı. Kısa dönem deney seti için 30 dakika iskemi sonrası 72 saat, uzun dönem deney seti için ise 30 dakika iskemi sonrası 42 gün reperfüzyon yapıldı. Reperfüzyon başlangıcında hasarlı motor kortekse 1 Hz veya 20 Hz tTMS uygulandı. Hasar sonrası gelişen apopitotik hücre ölümü, nöronal sağkalım ve bunlarla ilgili hücre içi sinyal yolaklarının aktivasyonu, fonksiyonel geri kazanım, nörogenez ve nöronal plastisite incelendi.Kontrol grubuyla kıyaslandığında 20 Hz tTMS iskemi sonrası apopitotik hücre ölümü anlamlı derecede azaltırken, nöronal sağkalımı istatistiksel olarak anlamlı ölçüde arttırdığı görüldü. Benzer şekilde 20 Hz tTMS tedavisi pro-apopitotik proteinlerden Bax ve Aktif Kaspaz-3'ün seviyesini anlamlı derecede azaltırken, anti-apopitotik protein Bcl-xL'in seviyesini anlamlı derecede arttırdığı görüldü. Uzun dönemde ise 20 Hz tTMS tedavisinin iskemik el çekme gücünü, motor koordinasyonu ve kontralateralden ipsilaterale aksonal uzamayı anlamlı derecede arttırdığı gözlemlendi.İskemi sonrası 20 Hz tTMS tedavisi sadece akut hasarı azalmayıp, uzun dönemde de fonksiyonel geri kazanımı sağlamış ve nöronal plastisiteyi arttırmıştır. Bu sonuçlar tTMS'nin iskemi sonrasında tedavi potansiyeli olabileceğini göstermektedir.

Brain has an endogenous capacity for reorganisation and axonal growth following cerebral ischemia. In this study, the role of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on the intracellular signaling pathwahs in short term and the neuronal plasticity after cerebral ischemia was investigated.In this study, 8-12 weeks old male Balb/c mice were submitted to 30 minutes middle cerebral artery occlusion. On the beginning of the reperfusion, 1 Hz or 20 Hz rTMS was applied to the ischemic motor cortex. Neuronal survival, apoptotic cell death, intracellular signaling pathways, functional recovery, neurogenesis and neuronal plasticity was investigated after cerebral ischemia.20 Hz rTMS treatment significantly decreased apoptotic cell death, significantly increased neuronal survival when compared with vehicle treated animals. Additionally, 20 Hz rTMS treatment significantly decreased the level of pro-apoptotic proteins, Bax and Caspase-3, and signifcantly increased the level of anti-apoptotic protein Bcl-xL. On the long term study, 20 Hz treatment promotes ischemic paw strength, motor coordination and axonal projections to the ischemic hemisphere.20 Hz rTMS treatment does not only amolarites acute injury but also functional recovery and neuronal plasticity in the long term after cerebral ischemia. These results suggest that rTMS treatment might have a translational potential.