Valproik asit ile oluşturulmuş otizm modelinde Fingolimod (FTY720)'un hipokampus üzerindeki morfolojik etkilerinin incelenmesi

Abstract

Amaç: Otizm Spektrum Bozuklukları (ASD), etiyolojisi hala bilinmeyen, etkin bir tedavi yöntemi olmayan bilişsel ve gelişimsel bir bozukluktur. ASD'li bireylerde ve ASD hayvan modellerinde hipokampüste piramidal hücre kaybı, apoptoz gibi nöronal hücre farklılıklarının yanı sıra beynin fonksiyonel çalışmasında da farklılıklar olduğu görülmektedir. Fingolimod (FTY720)'nin ASD tedavisinde potansiyel bir ajan olabileceği ile ilgili çalışmalar bulunsa da bu etki ile ilgili yeterli veri bulunmamaktadır. Bu çalışma Valproik asit ile oluşturulan ASD modelinde FTY720'nin hipokampüs üzerindeki morfolojik etkilerini immunohistokimyasal, elektrofizyolojik ve stereolojik yöntemlerle göstermeyi amaçlamıştır. Yöntem: Sıçanlara gebeliğin 12,5. gününde tek doz intraperitoneal (600mg/kg) VPA uygulanırken, kontrol grubuna aynı günde 5 ml serum fizyolojik enjekte edildi. Erkek yavrular 4 gruba (Kontrol, VPA, FTY1: 1mg/kg, FTY2: 2 mg/kg) ayrılarak deneye dahil edildi. Postnatal 15. ve 35. günleri arasında oral FTY gavajı yapıldı. 35. günde EEG elektrotları stereotaksi ile takılarak 38. günde EEG ölçümleri yapıldı. Elde edilen beyin dokuları kesitleri cresyl violet, Ki67, TUNEL ve Golgi-Cox ile boyandı. Hipokampal nöron sayısı optik parçalama ile hesaplandı, dendritik dallanmaları ve spine sayıları saptandı. Elektrofizyolojik veriler değerlendirildi. Elde edilen veriler istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Bulgular: VPA grubunun hipokampal nöron sayısı, prolifere hücre sayısı, dendritik dallanma kompleksitesi ve spine yoğunluğu, kontrol grubuna göre ileri derece az olduğu gözlenirken, apoptotik hücre sayısı ise fazlaydı. FTY1 ve FTY2 gruplarının VPA'nın meydana getirdiği bu değişiklikleri doza bağlı olarak kontrol verilerine yaklaştırdığı gözlendi. EEG'nin theta bandı güç analizinde ise gruplar arası fark görülmedi. Sonuç: Verilerimiz, Fingolimod'un ASD modelinde, nöronal iyileştirici ve nöroprotektif etkileri olduğunu ve ASD tedavisi için güçlü potansiyel bir ajan olabileceğini göstermektedir.

Objective: Autism spectrum disorders (ASD) are a cognitive and developmental disorder with unknown aetiology and no effective treatment. Neuronal cell differences such as pyramidal cell loss and apoptosis in the hippocampus, as well as differences in brain functioning, are observed in individuals with ASD and animal models of ASD. Although there are studies suggesting that fingolimod (FTY720) may be a potential agent for the treatment of ASD, there are insufficient data on this effect. The aim of this study was to demonstrate the morphological effects of FTY720 on the hippocampus by immunohistochemical, electrophysiological, and stereological methods in a valproic acid- induced ASD model.Methods: 15 pregnant rats were administered a single intraperitoneal dose of VPA (600mg/kg) on day 12.5 of gestation, while 5 pregnant rats were injected with 5 ml saline on the same day (control group). Male pups were divided into 4 groups (control, VPA, FTY1: 1 mg/kg, FTY2: 2 mg/kg). Oral administration of FTY was performed between postnatal days 15 and 35. EEG electrodes were attached to pups by stereotaxy on day 35, and EEG measurements were performed on day 38. Sagittal sections of brains from cardiac perfused rats were stained with Cresyl violet, Ki67, TUNEL, and Golgi-Cox. The number of neurons in the hippocampus was calculated by optical segmentation. Dendritic branching and spine numbers of hippocampal pyramidal neurons was determined. Electrophysiological data were analysed. The obtained data were compared statistically.Results: The number of hippocampal neurons, proliferating cells, dendritic branching complexity, and spine density were significantly lower in the VPA group compared with the control group, while the number of apoptotic cells was higher. It was observed that the FTY1 and FTY2 groups approximated these VPA-induced changes to the control data in a dose-dependent manner. Analysis of theta- band power of the EEG showed no difference between the groups.Conclusion: Our data suggest that fingolimod has neuronal enhancing and neuroprotective effects in the ASD model and may be a potential agent for the treatment of ASD.