Sıçan modelinde küçük GTPaz'ların iyonlaştırıcı radyasyon hasarlarındaki rolü

Abstract

Amaç: İyonlaştırıcı radyasyonun canlılar üzerindeki erken ve geç dönemdeki etkilerininbaşında reaktif oksijen (ROS) türlerinin oluşumu, apoptozis ve DNA hasarı gelmektedir. Hücreiçi ROS oluşumu ve apoptozis mekanizmalarında rol alan küçük GTPaz'lar; Rac1, RhoA veCdc42'dir. Bu çalışmada; testis ve kemik iliği dokularında oluşan radyasyona bağlı hasarda,küçük GTPaz'ların rolünün araştırılması amaçlanmıştır.Yöntem: Kontrol grubu hariç sıçanlara, 3 farklı dozda (0,02 Gy; 0,1 Gy; 5 Gy) tüm vücutradyasyon ışınlaması yapılmıştır. Radyasyon uygulanmasından sonra 2. saat, 24. saat ve 7.günde testis ve kemik iliği dokuları çıkartılmıştır. Testis ve kemik iliği doku hasarı histolojikyöntemler ile Rac1 ve RhoA ekspresyonları immünhistokimyasal (İHK) boyama ile analizedilmiştir. Apoptozis, aktif kaspaz-3 ekspresyonunun İHK boyaması ile değerlendirilmiştir.Testis dokusundaki ROS'u değerlendirmek için; hücre içi ROS, süperoksit dismutaz (SOD) vemalondialdehit (MDA) ile Rac1 ve RhoA aktivasyon analizleri biyokimyasal yöntemlerkullanılarak yapılmıştır.Bulgular: Radyasyon uygulanan tüm gruplarda, zamana ve doza bağlı testis dokusunda hasarve apoptozis artışı saptandı. Radyasyon gruplarında doza ve zamana bağlı olarak; Rac1ekspresyonları kontrol grubuna göre azalırken, RhoA ekspresyonları da artış göstermiştir.Ayrıca, radyasyon gruplarında, kontrol grubuna göre hücre içi ROS ve MDA düzeylerininarttığı, SOD düzeylerinin ise azaldığı saptandı.Sonuç: Radyasyona bağlı testis hasarında küçük GTPaz'ların rolü olabileceğini ve Rac1 veRhoA'nın testis hasarını arttırıcı etkisinin en azından bir kısmını hücre içi ROS oluşumu velipid peroksidasyonunu arttırarak gerçekleştirebileceğini düşündürmüştür.Anahtar Sözcükler: Apoptozis, İyonlaştırıcı radyasyon, Küçük GTPaz, NADPH oksidaz,Reaktif oksijen türleri (ROS), Radyasyon hasarı.

Objective: Acute and late effects of ionizing radiation on living organisms are mainly knownas the generation of reactive oxygen species (ROS), apoptosis and DNA damage. The smallGTPases, which are Rac1, RhoA, and Cdc42, are involved in intracellular ROS formation andapoptosis mechanisms. In this study, it was aimed to investigate the role of small GTPasesinvolved in radiation-induced damage to testes and bone marrow tissues.Methods: Whole body irradiation was applied to the rats at 3 different doses (0.02 Gy; 0.1 Gy;5 Gy) except the control group. Testicular and bone marrow tissues were removed at 2 hours,24 hours and 7 days after radiation exposure. Testicular and bone marrow tissue damage wasanalyzed by histological methods and Rac1 and RhoA expressions by immunohistochemical(IHC) staining. Apoptosis was assessed by IHC staining of active caspase-3 expression. In orderto evaluate ROS in testicular tissue, intracellular ROS, superoxide dismutase (SOD) andmalondialdehyde (MDA) analyses were performed using biochemical methods. Rac1 andRhoA activation were analyzed by biochemical methods.Results: Testicular tissue damage and increased apoptosis were detected in all irradiatedgroups, depending on time and dose. Depending on the dose and time in the all radiation groups,Rac1 expressions decreased compared to the control group and RhoA expressions increased. Inaddition, it was found that intracellular ROS and MDA levels increased and SOD levelsdecreased in the all radiation groups compared to the control group.Conclusion: It has been suggested that small GTPases may have a role in radiation-inducedtesticular damage. It has been suggested that Rac1 and RhoA may have some of the effect ofincreasing testicular damage by increasing intracellular ROS generation and lipid peroxidation.Key Words: Apoptosis, Ionizing radiation, Small GTPase, NADPH oxidase, Reactive oxygenspecies (ROS), Radiation damage