Parkinson hastalığı ve TRP kanallarının ilişkisi; Karvakrol`ün olası tedavi edici etkileri

Abstract

Giriş ve Amaç:Parkinson hastalığı (PH), substantia nigra pars compacta'dan (SNpc) striatuma projeksiyon yapan dopaminerjik nöronların dejenerasyonuyla karakterize ve ikinci en yaygın nörodejeneratif hastalıktır. PH'nda nörodejenerasyona yol açan başlıca nedenlerden biri bozulmuş kalsiyum (Ca2+) homeostazisidir. Geçici reseptör potansiyel (Transient Receptor Potential-TRP) proteinleri, hücrelerin Ca2+ sinyal mekanizmasının düzenlenmesinde görev alan başlıca katyon kanallarıdır ve bu nedenle TRP kanallarının aktivitelerinin modülasyonu ile oluşan hücresel etkilerin; dopaminerjik nöronlarda ve astrositlerde değerlendirilmesi PH'nda önem taşıyabilir.Bu tez çalışmasında; 6-hidroksidopamin (6-OHDA) ile oluşturduğumuz Parkinson modelimizde CA'ün, dopaminerjik nöronlarda yer alan TRPC1 ve astrositlerde yer alan TRPA1 kanalı üzerindeki etkilerinin PH'nın ilerlemesinde ve önlenmesinde katkısı araştırılmıştır. Ayrıca literatür araştırmamızda benzer bir başka çalışmaya rastlanmamıştır.Gereç ve Yöntem:Deneylerimizi, genç erişkin erkek Sprague-Dawley cinsi 64 adet sıçan kullanarak, her biri 16 sıçandan oluşan 1-Sham (Taklit Operasyon), 2- 6-OHDA verilen, 3- 6-OHDA verilen ve DMSO (Dimetil sülfoksit) uygulaması yapılan, 4- 6-OHDA verilen ve CA uygulaması yapılan; 4 grupta gerçekleştirdik. Sıçanlarımıza 14 gün boyunca gün aşırı intraperitoneal (i.p.) enjeksiyon uyguladık. Her grubun 8 hayvanın beyin doku kesitlerinde TRPC1 ve TRPA1 immünreaktivitesini, immünohistokimyasal boyama yöntemiyle belirledik. Gruplardaki diğer 8 hayvana servikal dislokasyon yaptıktan sonra çıkarttığımız beyinlerinin SNpc ve striatal alanlarını moleküler incelemeler için kullandık.Bulgular:İmmünohistokimyasal analiz sonuçlarına göre, kontrol grubumuza kıyasla Parkinson oluşturduğumuz gruplarda 6-OHDA ile parkinson oluşumuna bağlı olarak beklendiği şekilde TRPC1(+) nöron sayısında azalma olmuştur. Hücre sayısındaki bu azalma DMSO ve CA grubumuzda da görülmüş, hücre sayısında artış sağlanmamıştır. Ancak CA uygulanan grubumuza ait preparatlardaki dopaminerjik nöronların, CA'ün nöroprotektif etkisinden dolayı daha sağlıklı bir görünüme sahip olduğu, DMSO grubundaki hücrelere göre hücre bütünlüğünün korunduğu gözlenmiştir. Dopaminerjik nöron TRPC1 kanallarının gen ekspresyonu ve protein düzeylerinde ise CA'ün anlamlı bir etkisi olmamıştır. Astrositlerdeki TRPA1(+) hücre sayısı ise kontrol grubuna kıyasla CA tedavi grubunda azalmışken gen ekspresyon ve protein düzeyleri çok belirgin düzeyde artmıştır. TRPC1(+) dopaminerjik hücrelerde olduğu gibi tedavi grubu astrosit hücrelerinin hücresel bütünlüğünün de CA ile korunduğu görülmüştür.Sonuç ve Öneriler:Verilerimize göre; CA'ün Parkinson hayvan modelimizde nöroprotektif etki gösterdiği, TRPC1'in dopaminerjik hücrelerde ana Ca2+ kanalı olduğu ve CA ile inhibe edildiği, yanı sıra CA'ün, TRPA1 kanallarını aktive ettiği, kanalın ekspresyonunu arttırması nedeniyle astrositlerin nöromodülatör etkilerini tetikleyerek belki de nöron sağkalımında yararlı olabileceği sonucuna varılmıştır. Bu bağlamda tedavi süresinin uzatılması ve ayrıntılı moleküler mekanizmaların çalışılmasıyla çeşitli TRP kanallarının Parkinson patogenezindeki detaylı rolleri ve CA'ün PH'nın tedavisindeki olumlu etkileri daha anlaşılabilir hale gelebilecektir.

Introduction and Aim:Parkinson's disease (PH) is the second most common neurodegenerative disease, characterized by the degeneration of dopaminergic neurons projecting from the substantia nigra pars compacta (SNpc) to the striatum. One of the main causes of neurodegeneration in PH is impaired calcium (Ca2+) homeostasis. Transient Receptor Potential (TRP) proteins are the major cation channels involved in the regulation of the Ca2+ signaling mechanism of cells, and therefore the cellular effects induced by the modulation of the activities of TRP channels; evaluation in dopaminergic neurons and astrocytes is important in PD. In this thesis; In our Parkinson model with 6-hydroxydopamine (6-OHDA), the effects of carvacrol (CA) on TRPC1 and TRPA1 channels in dopaminergic neurons on the progression and prevention of PH were investigated. In addition, no other similar study was found in our literature research.Materials and Methods:Our experiments were carried out using 64 adult male Sprague-Dawley rats, each consisting of 16 rats and performed in 4 groups; 1-Sham (Imitation Operation), 2- 6-OHDA applied, 3- 6-OHDA and DMSO (Dimethyl sulfoxide) applied and 4- 6-OHDA and CA applied. We administered intraperitoneal (i.p.) injection to our rats every other day for 14 days. We determined the immunoreactivity of TRPC1 and TRPA1 in brain tissue sections of 8 animals of each group by immunohistochemical staining method. After performing cervical dislocation to the other 8 animals in the groups, we used SNpc and striatal areas of their brains for molecular investigations.Results: According to the results of immunohistochemical analysis, compared to our control group, the number of TRPC1(+) neurons decreased as expected due to drug parkinson formation in the groups we created Parkinson's. This decrease in cell number was also observed in our DMSO and CA group, but no increase in cell number was observed. However, it was observed that dopaminergic neurons in the preparations belonging to our CA group had a healthier appearance due to the neuroprotective effect of CA and cell integrity was maintained compared to the cells in the DMSO group. In gene expression and protein levels of dopaminergic neuron TRPC1 channels, CA had no significant effect. While the number of TRPA1(+) cells in astrocytes was decreased in CA treatment group compared to control group, gene expression and protein levels increased significantly. As in TRPC1(+) dopaminergic cells, cellular integrity of the treatment group astrocytes was also maintained by CA.Conclusion and Suggestions:According to our data; CA showed neuroprotective effect in our Parkinson animal model, TRPC1 is the main Ca2+ channel in dopaminergic cells and inhibited by CA, in addition, CA activates TRPA1 channel, because of increased channel expression, astrocytes may be useful in neuron survival by triggering the neuromodulatory effects. In this context, by increasing the duration of treatment and studying the detailed molecular mechanisms, the detailed roles of various TRP channels in the pathogenesis of Parkinson's disease and the positive effects of CA in the treatment of PH may become more understandable.