Deneysel spinal kord hasarında gelsolin tedavisinin nöroprotektif etkisi

Abstract

Günümüzde cerrahi teknikler gelişmesine rağmen travmatik omurga hasarı ciddi bir sağlık sorunu olmaya devam etmekte olup; önemli oranda iş gücü kaybına neden olmakta, yaşam kalitesini düşürmekte ve tedavi maliyetlerini belirgin oranda arttırmaktadır. Travmatik omurga hasarlı olgularda metilprednizolon tedavisi dışında nörolojik fonksiyonları düzeltebilecek etkili bir tedavi yöntemi henüz bulunamamıştır. Yüksek doz metilprednizolon tedavisi sistemik yan etkilerinin fazla olması nedeniyle tedirginlik oluşturmakta ve bu nedenle yeni tedavi metodları geliştirmek için yapılan çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Son yıllarda gelsolin'in hücre hasarında anti-inflamatuvar ve anti-apopitotik olarak rol oynadığı ve hatta bazı durumlarda nöroprotektif etkilerinin olabileceği ortaya konulmuştur. Bütün bu bilgiler ışığında, bu çalışmadaki amacımız gelsolinin travmatik omurga hasarında(TOH) inflamatuar ve apoptotik belirteçler olan IL-6 va Kaspas-3 'ün kan ve BOS düzeyleri üzerine etkilerini belirlemek, TOH'da histopatolojik olarak etkilerini gözlemlemek ve TOH'da güncel tedavi yaklaşımı olarak kabul gören yüksek doz metilprednizolona alternatif tedavi yöntemi potansyelini değerlendirmektir. Materyal- Metod: Çalışmaya kontrol, sham, metilprednizolon ve gelsolin olmak üzere toplam dört grup tavşan alındı. Her bir grupta New Zealand tipi, 2-2,5 yaşlarında 8 tavşan olmak üzere çalışmaya 32 tavşan dâhil edildi. Sham, metilprednizolon ve gelsolin gruplarına Allen metodu ile spinal kord travması yapıldı. Tüm tavşanlardan 0. ve 24. saatlerde 1 ml BOS, 0., 8. ve 24. saatlerde biyokimyasal değerlendirmeler için 5 ml kan ve 24. saatte spinal korddan doku örneği alındı. Bütün denekler 24. saatte histopatoloji için spinal kordan doku örneği alımını takiben yüksek doz ketamin verilerek sakrifikiye edildi. Tüm tavşanlardan elde edilen BOS ve kan örnekleri santrifüj edildikten sonra -80 derecede saklandı. Sonrasında bu örneklerden uygun laboratuar ortamında hem BOS'da hem de kanda gelsolin, IL- 6 ve Caspas- 3 seviyeleri çalışıldı. Ayrıca spinal kord doku örnekleri de histopatolojik olarak incelendi. Bulgular: Araştırılan test parametrelerine ait elde edilen değerlerin gruplar arası karşılaştırılmasında Mann Whitney-U ve Kruskal Wallis testleri kullanıldı. Kontrol grubunun 24. saat değerleri ile metilprednisolon grubunun 24. saat değerleri karşılaştırıldığında; BOS Gelsolin (p:0,04), BOS IL-6 (p: 0,010), Kan Kaspas-3 (p: 0,032) ve Kan IL-6 (p: 0,008) seviyeleri arasında; Kontrol grubunun 24. saat değerleri ile Gelsolin grubunun 24. saat değerleri karşılaştırıldığında; BOS Gelsolin (p:0,042) ve BOS Kaspas-3 (p: 0,010) seviyeleri arasında; metilprednisolon grubunun 24. saat değerleri ile Gelsolin grubunun 24. saat değerleri karşılaştırıldığında; BOS Gelsolin (p:0,025) seviyelerinde istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulundu. Biyokimyasal parametrelerin 8. Saat sonuçlarında gruplar arasında istatistiksel anlamlı farklılık saptanmadı. Metilprednizolon ve gelsolin gruplarının 24. saatteki BOS ve kan Kaspas-3 ve IL-6 seviyeleri sham grubu ile karşılaştırıldığında bu parametrelerde herhangi bir istatistiksel anlamlı farklılık izlenmedi. Histopatolojik veriler tek tek değerlendirildiğinde; sham grubu ile metilprednisolon grubu arasında genel yapı, nöronun durumu, damarlanma artışı ve glia yapısı açısından istatistiksel olarak anlamlı fark tespit edildi. Sham grubu ile gelsolin grubu arasında ise genel yapı, meninkslerin durumu ve glia yapısı açısından istatistiksel olarak anlamlı fark vardı. Sonuç: Bu çalışmada her ne kadar, inflamatuar belirteçler olan IL-6 ve Kaspas-3 seviyelerinde BOS ve kanda Sham grubuyla kıyaslandığında Gelsolin grubunda anlamlı değişiklikler saptanmamış da olsa; metilprednisolon grubunda da Sham grubuyla istatistiksel anlamlı farklılık saptanmadı. Ayrıca gelsolin ve metilprednisolon grupları arasında IL-6 ve kaspaz-3 seviyeleri açısından farklılık bulunmadı. Bu çalışmada yüksek maliyeti nedeniyle gelsolin çok düşük dozda kullanılabilmiştir (20 mcgr/kg dozunda); ancak bu dozlarda bile metilprednisolon tedavisine yakın inflamatuar belirteç seviyelerinin elde edilmiş olması umut vericidir. Ayrıca histopatolojik incelemede, bu çok düşük dozlarda bile genel yapıda, meninkslerin durumunda ve glia yapısında anlamlı düzelmeler elde edilmiştir. Bütün bu veriler ışığında, gelecekte travmatik omurga hasarında umut vaad eden bu stratejinin fizyolojik mekanizmalarını araştırmayı amaçlayan belki de daha yüksek doz gelsolin rejimleri ile yapılacak çalışmalara ihtiyaç vardır.

Traumatic spinal cord injury (tSCI) is a devastating condition which is associated with permanent disability and decreased life expectancy resulting in an extensive burden on the injured individual, their family and carers, and society as a whole. Still other than methylprednisolone treatment, no treatment modalities have been explored for tSCI cases that can correct the neurological functions. High dose methyl prednisolone treatment is still controversial with its numerous systemic side effect. In recent years, the roles of gelsolin in cellular injury and apoptosis have been determined. To test the hypothesis that administration of GSN can antagonize the tSCI pathology, we have evaluated the blood and CSF gelsolin, interleukin-6 (IL-6) and caspase 3 levels with the histopathological evaluation of spinal cord on a tSCI induced rabbit model treated with gelsolin or methylprednisolone. By this way we aimed to determine the neuroprotective effects of GSN as an alternative treatment to methylprednisolone in tSCI. Material- Method: Four groups of rabbits, one control, one positive control, one sham and one study, each of which has 8 rabbits, have been included in the study. From each rabbit, 1 ml CSF in 0 and 24th hours and 5 ml blood in 0, 8th and 24th hours had been obtained for laboratory evaluations. From both CSF and blood, gelsolin (GSN), IL-6 and CAS-3 levels have been studied. Results: Statistical significance has been investigated between groups with Mann Whitney-U and Kruskal Wallis tests. In between 24th hour results of methylprednisolone and control groups, there was statistical significance in regards to CSF GEL (p:0,04), CSF IL-6 (p: 0,010), blood CAS-3 (p: 0,032) and blood IL-6 (p: 0,008) levels. In between 24th hour results of gelsolin and control groups, there was statistical significance in regards to CSF GEL (p:0,042) and CSF CAS-3 (p: 0,010) levels. In between 24th hour results of gelsolin and methylprednisolone groups, there was statistical significance in regards to CSF GEL (p:0,025) levels. There was no significant difference between methylprednisolone and gelsoline groups in regards to CSF IL-6, CAS-3 and blood GEL, IL-6 and CAS-3 levels. In histopathological evaluation; there was statistical significance in between methylprednisolone and sham groups in regards to general structure, neuronal structure, increase in vasculature and structure of glia; while there was statistical significance in between gelsolin and sham groups in regards to general structure, assembly of meninx and structure of glia. Conclusion: In fact, due to its high cost, gelsoline could only be used in very low amounts (with a dose of 20 mcgr/kg) in this study and the similar levels of inflammatory mediators in between Methylprednisolone and Gelsoline groups in these low dosages, is hopeful. Moreover, with these very low dosages, significant improvements in general structure assembly of meninx and structure of glia have been obtained in histopathological evaluations. In the light of all these data, in future, studies investigating physiological mechanisms of this hopeful treatment strategy in traumatic spinal cord injury, may be with higher doses of gelsolin, are warranted.