Ratlarda deneysel monoküler deprivasyon ambliyopisi modelinde, intraperitoneal olarak uygulanan rolipramın görme, uzaysal ve görsel bellek üzerindeki davranışsal ve vizüel kortikal plastisite üzerindeki biyokimyasal etkisi

Abstract

Amaç ve kapsam: Ratlarda deneysel monoküler deprivasyon ambliyopisi modelinde, rolipramın erişkin vizüel kortikal plastisite üzerindeki etkisinin davranışşsal ve biyokimyasal olarak araştırılmasıGereç ve yöntem: Çalışmamızda 60 adet Wistar-albino cinsi erkek rat kullanılarak 6 grup oluşturuldu.Keratit,ftizis,ölümde dolayı gruplar aşağıdaki gibi oluştu. Denekler önce monoküler deprivasyon oluşturulan ve oluşturulmayan olarak iki gruba ayrıldı. 25 deneğin sağ göz kapakları 25-45. günleri arası sütüre edilerek monoküler deprivasyon modeli oluşturuldu. Postnatal 46 günlük ratların sütürleri açılarak 7 deneğe 10 gün boyunca intraperitoneal rolipram (A+R grubu), 9 deneğe de rolipramı çözmek için kullandığımız fizyolojik %0,9 salin içinde %2 DMSO (A+DMSO grubu) uygulandı. 9 deneğe ise herhangi bir tedavi (A grubu) uygulanmadı. Ambliyopi oluşturulmayan denekler de 3 gruba ayrıldı. 9 deneğe herhangi bir işlem uygulanmazken (K grubu) , 7 deneğe aynı gün ve sürede rolipram (K+R grubu) ve 9 deneğe de aynı gün ve sürede fizyolojik %0,9 salin içinde %2 DMSO (K+DMSO grubu) uygulandı. Onuncu günün sonunda ambliyop grubunun göz kapakları açıldı ve ardından tüm deneklere görme yetilerini anlamak için davranış testleri yükseltilmiş artı labirent testi, Morris su labirenti testi, yeni obje tanıma testi uygulanıp, lokomotor aktivite ve anksiyete değerlendirmesi yapıldı. Ardından deneklere eter ile derin anestezi sağlandıktan sonra dekapitasyon işlemi uygulandı ve kontrlateral vizüel korteksleri çıkarılarak ELİSA yöntemiyle CREB ve BDNF analizi yapıldı. Bulgular: Yükseltilmiş artı labirent testinde tüm gruplar arasında 1. gün geçiş süresi (TL1) değerleri [p=0.43] ve 2. gün geçiş süresi (TL2) değerleri [p=0.11] karşılaştırıldığında anlamlı farklılık bulunmadı. Her grup için TL1 ve TL2 değerleri kendi içinde karşılaştırıldığında ise diğer gruplar için anlamlı fark yok iken, kontrol+rolipram grubunda 2. günkü geçiş süresi değerinin anlamlı olarak uzadığı görüldü [p=0.005]Morris su labirenti testinde 4. oturum sonunda ambliyop ve kontrol+ rolipram gruplarında yalnız kontrol grubuna göre kaçış latansının anlamlı olarak uzadığı, ambliyop+rolipram grubunda ise yalnız ambliyop grubu ile karşılaştırıldığında kaçış latansının anlamlı olarak kısaldığı görüldü.Boş denemede Ambliyop ve kontrol+ rolipram gruplarında yalnız kontrol grubuna göre platform kadranında harcanan zamanın anlamlı olarak kısaldığı ve platforma ortalama uzaklığın anlamlı olarak arttığı, ambliyop+rolipram grubunda ise yalnız ambliyop grubu ile karşılaştırıldığında platform kadranında harcanan zamanın anlamlı olarak uzadığı ve platforma ortalama uzaklığın anlamlı olarak azaldığı görüldü. Yeni obje tanıma testinde görsel bellek üzerine etkilere bakıldığında ise; Ambliyop grubunda yalnız kontrol grubuna göre oran indeksi anlamlı olarak azalmış, ambliyop+rolipram grubunda ise yalnız ambliyop grubu ile karşılaştırıldığında oran indeksi anlamlı olarak artmıştır. Rolipram kontrol grubunda oran indeksini değiştirmemiştir.Kontrlateral vizüel korteksin BDNF sonuçları değerlendirildiğinde gruplar arasında anlamlı farklılık vardı. [F(5,44)=5.75; p=0.0004]. Rolipram tedavisi ambliyop grubundaki azalmayı geri çevirdi. (#p<0.001) Kontrlateral vizüel korteksin CREB sonuçları değerlendirildiğinde ise gruplar arasında anlamlı farklılık oluşmadı. [F(5,44)=21.73; p=0.14] Rolipram tedavisi ambliyop grubundaki azalmayı nerdeyse kontrol seviyesinde geri çevirdi, ancak bu sonuç anlamlı çıkmadı. En düşük CREB ortalamasına sahip grup kontrol+rolipram grubuydu. Bu sonuç davranış testleriyle uyumluydu çünkü rolipram normal hayvanlarda yükseltilmiş artı labirent ve Morris su labirenti testinde olumsuz etki yarattığı görüldü.Tartışma ve sonuç: Rolipramın sistemik uygulanması ambliyopisi bulunan erişkin vizüel korteks tedavisinde etkili olduğu bulunmuştur. Ambliyopisi olan deneklerde davranışsal olarak ve biyokimyasal olarak düzelme sağladığı gözlenmiştir. Bunun yanında normal deneklerde ise olumsuz etki yaratabilmektedir. Ancak uzun dönem etkilerinin, tolere edilebilirliğinin, ilacın dozu ve uygulanma şeklinin, yan etkilerinin, etkilerinin geri dönüşümlü olup olmadığının belirlenmesi için ileri çalışmalara gerek vardır.

In this study, a cAMP (cyclic adenosine monophosphate)-specific phosphodiesterase enzyme (PDE) inhibitor, rolipram, was administered systemically in an experimental monocular deprivation amblyopia model in rats. Functional effect of rolipram on vision was studied by behavior tests and its effect on visual cortical plasticity was studied biochemically.MATERIALS AND METHODS:A total of 60 Wistar-Albino type male rates were used in the study. Right eyelids of 25-day rats were sutured with 2 or 3 mattress suture .Eyelids were kept close for 20 days. Monocular deprivation was provided by opening the eyelid after 45 days .Intraperitoneal rolipram treatment was started to 46-day animals. Rolipram applied through intraperitoneal route for 10 days . Treatment was ended at the end of day 10. For behavioral testing we used; Elevated Plus Maze Test, Morris Water Maze Test, New Object Recognition Test, Evaluation of locomotor activity and anxiety During the experiment, number of animals in the groups were determined as follows due to the reasons such as phthisis and keratitis in amblyopia group and also death. Subjects which were not undergone experimental monocular deprivation and were not treated ( 9 animals, Control group, K).,Subjects which were undergone experimental monocular deprivation and were not treated ( 9 animals, Amblyopia group, A), Subjects which were not undergone experimental monocular deprivation and treated with intraperitoneal (i.p.) 2% DMSO injection within physiological 0.9% saline as control solution ( 9 animals, K+DMSO) ,Subjects which were undergone experimental monocular deprivation and treated by 2% DMSO injection i.p. within physiological 0.9% saline as control solution ( 9 animals, A+DMSO), Subjects which were not undergone experimental monocular deprivation and treated with 3 mg/kg/day rolipram i.p. (7 animals, K+R), Subjects which were undergone experimental monocular deprivation and treated with 3 mg/kg/day rolipram i.p. (7 animals, A+R). After all subjects were kept in a closed box containing ether, decapitation was performed and their visual cortex were removed by examining rat brain atlas. BDNF and CREB levels in the tissue were studied by ELISA method.RESULTS: İn elevated plus maze test no significant difference was found between 1st day transfer latency (TL1) values and 2nd day transfer latency (TL2) values among groups. When TL1 and TL2 values were compared for each group, it was observed that transfer latency value at day 2 was significantly extended in control+rolipram group while there was not a significant difference for the other groups. Spatial memory results of the groups that are associated with visual cues in Morris water maze test; When time that was spent to find escape platform for 5 days was evaluated among groups, it was found that there was a significant difference between groups at 4th session, At the end of 4th session, it was observed that escape latency was significantly extended in amblyopic (p<0.001) and control+ rolipram (p<0.01) groups compared to control group alone, and that escape latency was significantly shortened in amblyopic+rolipram group compared to amblyopic group alone (p<0.05). During blank trial which was performed at 6th day of the experiment, significant differences were found between groups in terms of time spent in escape platform quadrant (p<0.0001) and mean distance to escape platform ( p<0.0001) It was observed that time spent in platform quadrant was significantly shortened in amblyopic (p<0.001) and control+ rolipram (p<0.05) groups compared to control group alone, and it was significantly extended in amblyopic+rolipram group compared to amblyopic group alone (p<0.05) Besides, it was observed that mean distance to platform was significantly extended in amblyopic (p<0.001) and control+ rolipram (p<0.05) groups compared to control group alone in blank trial; and it was significantly decreased in amblyopic+rolipram group when compared to amblyopic group alone (p<0.05) A significant difference was found between all groups in terms of RI (p<0.0001). Rate index was significantly decreased in ambliyopic group (p<0.001) compared to control group alone; however, it was significantly increased in amblyopic+rolipram group compared to amblyopic group alone (p<0.001). Rolipram did not change rate index in the control group (p>0.05). When BDNF results were evaluated, it was observed that there was a significant difference between groups [p=0.0004]. There was a statistically significant decrease in amblyopic group compared to control group (p<0.05). It was observed that rolipram treatment reversed the decrease in amblyopic group (p<0.001) .When CREB results were assessed, it was found that there was not a significant difference between groups [p=0.14]; however, there was a significant decrease in amblyopic group when compared to the control group. The group with the lowest mean CREB level was control+rolipram group. Rolipram treatment almost reversed the decrease in amblyopic group to the control level; but, this result was not significant. In conclusion, we observed that rolipram provided a biochemical and behavioral improvement on vision in adult, monocular-deprived rats. Rolipram seems promising in amblyopia treatment. However, more studies are required in terms of the ideal dose of the drug, the optimum duration of use, the ideal patient group that the drug would be used, its efficacy along with the closure treatment and its possible adverse effects.