Doksorubisin`in kardiyotoksik etkisi üzerinde nitrik oksitin rolü

Abstract

Doksorubisin çocukluk çağı kanserlerinin tedavisinde yaygın olarak kullanılmakta olan bir antrasiklin antibiyotik olup en önemli yan etkisi kümülatif doza bağımlı kardiyotoksisite gelişimidir. Doksorubisine bağlı gelişen kardiyotoksisite mekanizması tam olarak bilinmemesine rağmen en fazla kabul gören görüş serbest radikallerin miyokard hücrelerini hasara uğratmasıdır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda doksorubisin kardiyotoksisitesinde nitrik oksitin (NO) rolü olduğuna dair bulgular elde edilmiştir. Bu çalışmada da doksorubisine bağlı kardiyak toksisitede NO'nun rolünün araştırılması amaçlandı. Doksorubisinin tek başına ve nitrik oksit sentaz (NOS) inhibitörleri ile birlikte kullanımında myokardiyal hasarın derecesi ve lipit peroksidasyon ürünlerinin düzeyi belirlendi.Çalışmada 12 haftalık 24 adet erkek `Sprague Dawley` sıçan (ortalama ağırlık 262±18 gr) rastgele dört gruba (n=6) dağıtıldı. Birinci grup kontrol olarak ayrıldı. İkinci gruba haftada bir kez 3 mg/kg, beş hafta (toplam 15 mg/kg) doksorubisin (Carlo Erba, Türkiye) uygulandı. Üçüncü ve dördüncü gruba her doksorubisin enjeksiyonundan 30 dakika önce sırası ile nonselektif NOS inhibitörü L-NAME (30 mg/kg) ve indüklenebilir NOS inhibitörü L-NIL (3 mg/kg) verildi. Çalışma süresince sıçanların sağlık durumu değerlendirildi ve haftada iki kez tartıldı. Altıncı haftada kalbin sol ventrikülünden alınan parçalar elektron ve ışık mikroskobik inceleme ve lipit proksidasyonu tayini için gerekli solüsyonların içine koyuldu. Ayrıca plazma lipit peroksidasyonunun belirlenmesi amacı ile sıçanlardan kan alındı. Myokardial toksisite bulguları ve malondialdehit (MDA) düzeyleri `Fisher` , `Mann Whitney U` ve `Wilcoxon` testi kullanılarak karşılaştırıldı.Kontrol grubunda %12'lik kilo artışı saptanırken, grup-II, grup-III ve grup-IV'te sırası ile %12, %7 ve %6 olmak üzere kilo kaybı izlendi. En fazla kilo kaybı tek başına doksorubisin uygulanan grupta saptanmış olup ilk ve son tartı arasında istatistiki olarak anlamlı fark saptandı (p=0.02). Kontrol grubu ile doksorubisin alan grup arasında miyokard hücresindeki vakuolizasyon, intersitisiel ödem, miyofibril kaybı, sarkoplazmik retikulum şişmesi ve mitokondriyal zedelenme gibi toksisite bulguları açısından önemli farklılık saptandı (sırası ile p=0.015, p=0.015, p=0.06, p=0.002, p=0.002). Doksorubisinle birlikte L-NAME ve L-NIL uygulanan sıçanlarda kardiyak toksisite bulguları saptanmakla birlikte kontrol grubu ile kıyaslandığında istatistiki olarak anlamlı değildi. Lipit peroksidasyonu tayini için ölçülen plazma MDA düzeyi Doksorubisin grubunda (9.3± 3.4), diğer tüm gruplara göre daha yüksek olarak ölçülmüş olup bu değer hem kontrol grubundan hem de Doksorubisin+L-NAME grubundan istatistiki olarak anlamlı derecede farklı idi (sırası ile p=0.03, p=0.03).Sonuç olarak doksorubisinle beraber NOS inhibitörleri uygulandığında kardiyak toksisite bulgularında anlamlı azalma olduğu gösterilmiştir. Bu sonuçlar doksorubisine bağlı kardiyotoksisitede NO'nun katkısı olduğu görüşünü desteklemektedir.

Doxorubicin is widely used in the treatment of malignant tumors. Its use is limited by cardiotoxicity which is related to generation of oxygen derived free radicals. In this study we aimed to investigate the possible role of nitric oxide (NO) on doxorubicin induced cardiotoxicity. We evaluated the myocardial damage in rats treated with doxorubicin alone and in combination with NO synthase (NOS) inhibitors. The level of lipid peroxidation product was also determined.Twenty-four male `Sprague-Dawley` rats (12 weeks old, weighing 262±18 gr) were randomly divided into four groups (n=6): Group-I, was assigned to control group. In group-II, rats were treated with weekly i.p. injections of 3 mg/kg doxorubicin ( Carlo Erba, Türkiye) for five weeks. In group-III, rats received weekly i.pi injection of 30 mg/kg L-NAME (non-specific NOS inhibitor) 30 minutes before doxorubicin injection, for five weeks. In group-IV, rats received weekly i.pi injection of 3 mg/kg L-NIL (inducible NOS inhibitor) 30 minutes before doxorubicin injection, for five weeks. Rats were weighed two times a week. At six weeks animals were anesthetized and hearts were excised and then fixed for light and electron microscopy, and tissue lipid peroxidation. Moreover, blood samples were obtained for measuring plasma lipid peroxidation. The pathologic findings of myocardial toxicity and the levels of malonyldialdehyde (MDA) for each group were compared by using `Fisher`, `Mann Whitney U` and `Wilcoxon` test.Weight loss was observed in group-II, group-III and group-IV (12%, %7, and %6 respectively), while 12% weight increase was obtained in control group. Weight loss was statistically significant in doxorubicin group (p=0.02). Findings of myocardial damage in animals treated with doxorubicin, (such as cyctoplasmic vacuolization, interstitial edema, loss of myofibrils, dilatation of sarcoplasmic reticulum, mitochondrial damage) were significantly more than control group (p=0.015, p=0.015, p=0.06, p=0.002, p=0.002, respectively). Histopathological findings of cardiotoxicity in rats treated with doxorubicin in combination with L-NAME and L-NIL were not significant compared with control group. The level of plasma MDA in doxorubicin group (9.3±3.4) was higher than those of all other groups. There is a statistically significant difference in MDA level between control group and doxorubicin group; and between doxorubicin and doxorubicin+L-NAME group (p=0.03, p=0.03, respectively).In conclusion, our results showed that the findings of doxorubicin cardiotoxicity were meaningfully decreased, when doxorubicin was given with NO synthase inhibitors. These findings supported that NO and NO-related oxidative mechanism might be contributed to the doxorubicin cadiotoxicity.