3-Nitropropionik Asit ile Nörotoksisite Oluşturulan Sıçanlarda Metformin ve Nikotinamidin Nöroprotektif Etkilerinin Araştırılması
Nörodejeneratif Hastalıklar
- Tüseb A GRUBU ACİL AR-GE PROJELERİDevam EdiyorULUSAL08.12.2025
Doctor Faculty Member
İstinye Üniversitesi
Faculty of Medicine
Department of Physiology (English)
0 active filters
Nörodejeneratif Hastalıklar
Bu çalışmanın temel amacı, espresso tüketiminin Raven'ın Standart Progresif Matrisleri (RSPM) testi ile ölçülen görsel-uzamsal akıl yürütme performansı üzerindeki etkilerini elektroensefalografi (EEG) yöntemiyle incelemektir. Çalışmada, katılımcıların kahve içmeden önceki ve sonraki RSPM test puanları karşılaştırılacak ve bu süreçte EEG aracılığıyla beyin aktivitelerindeki değişimler analiz edilecektir. Böylece, espresso tüketiminin görsel-uzamsal akıl yürütme performansı üzerindeki etkilerinin ve bu etkinin altında yatan nörofizyolojik mekanizmaların anlaşılması hedeflenmektedir. Çalışma 18-25 yaş arasındaki sağlıklı yetişkin katılımcılar üzerinde yürütülecektir. Katılımcılara önce kahve içmeden RSPM testi uygulanacak, ardından bir fincan espresso verilerek 25 dakika beklenmesi sağlanacaktır. Bekleme süresinin ardından katılımcılara tekrar RSPM testi uygulanırken EEG kaydı alınacaktır. EEG verileri, kahve öncesi ve sonrası durumlar için analiz edilerek, bilişsel performanstaki değişimler ile beyin aktivitelerindeki ilişkiler ortaya konulacaktır. Elde edilecek bulgular, espresso tüketiminin görsel-uzamsal akıl yürütme üzerindeki etkilerini ve altında yatan nörofizyolojik mekanizmaları aydınlatarak, kafeinin bilişsel işlevler üzerindeki rolünün daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayacaktır. Ayrıca, çalışma sonuçlarının ulusal ve uluslararası platformlarda paylaşılması, akademik literatüre özgün katkılar sunacaktır.
Kolay ve uygulanabilir pulmoner arteriyel hipertansiyon modeli oluşturmak
Pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH), pulmoner arteriyel kan basıncının ve/veya damar direncinin artmasıyla karakterize edilen, kür şansı olmayan bir hastalıktır. Hastalığın patofizyolojik mekanizmaları tam olarak anlaşılamamıştır, ancak intakt pulmoner vaskülaritenin korunması, endotel hücrelerinin rolü ve apoptoz/proliferasyon dengesinin önemi vurgulanmaktadır. Glutamat ve N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörleri, insan ve sıçan pulmoner vasküler hücrelerinde bulunmaktadır. Bu reseptörlerin uyarılmasının endotel hücre sürvisinde önemli olduğu belirlenmiş, PAH gelişimi sırasında EC'lerden glutamat salınımının ve NMDA reseptörlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Memantin kullanımının sıçanlarda PAH gelişiminde koruyucu etki sağladığı rapor edilmiştir. Monokrotalin (MCT) ile oluşturulan PAH modellerinde klinikte gözlenene kıyasla fibrozis, hipoksemi, alveolar ödem ve septal hücre hiperplazisi gibi akciğer parankimal tutulumların ve perivasküler inflamasyonun daha belirgin olduğu, öte yandan pleksiform lezyonların görülme oranının daha düşük olduğu gözlemlenmektedir. MCT’nin geniş çaplı toksisitesi; böbrek yetmezliği ve biventriküler miyokardit dahil olmak üzere mortaliteye yol açabilecek çok sayıda uzak organ hasarına da neden olmaktadır. MCT’nin doğrudan kardiyak etkileri sık karşılaşılan bir problemdir ve sağ ventrikül yetmezliği incelenmesini zorlaştıran koroner arterioler kalınlaşmaya da neden olmaktadır. Bu durum sonucunda sağ ventrikül yetmezliğine bağlı ölüm, klinikte PAH’ın kronik dönemde ortaya çıkan kompansasyon mekanizmalarının gelişimini engellemektedir. Glutamat, PAH sürecinde etkili olan patolojik mekanizmalarda rol oynar. Pulmoner arteriyel düz kas hücrelerinde NMDA reseptörleri tarafından algılanan glutamat, hücresel sinyal yolaklarını tetikler ve hücre büyümesi, proliferasyon ve apoptoz gibi süreçleri etkiler. Bu mekanizmalar, glutamat antagonisti ilaçların PAH tedavisinde teorik olarak kullanımını destekler. Çalışmamızda 24 adet erkek sıçan kontrol, monokrotalin, d-glutamik asit olmak üzere 3 gruba ayrılacaktır. Sıçanlara intraperitoneal yolla monokrotalin ve d-glutamik asit uygulanacaktır. Ekokardiyografi ölçümü 28. Günde yapılacak, sıçanlar sakrifiye edilecektir. Elde edilen dokularda biyokimyasal parametreler, histolojik kesit alımı, hematoksilen-eozin/von-kossa/alfa düz kas aktin boyama ve elektron mikroskobu görüntüleme yapılacaktır. Veriler istatistiksel olarak yorumlanacaktır. D-Glutamik Asit ve monokrotalinin rollerini karşılaştırmalı olarak incelemenin ve mekanizmalarını açıklamanın PAH'nin temel mekanizmalarını aydınlatarak gelecekteki tedavi yaklaşımlarına ışık tutacağına inanmaktayız.
Glutamat, merkezi sinir sisteminin ana inhibitör nörotransmitteri olan y-aminobütirik asidin (GABA) öncüsü, proteinlerin yapı taşı ve paradoksal olarak da güçlü bir nörotoksin olması ile insan beyninde çok sayıda role hizmet etmektedir. Algı ve bilişte eksitatör yanıt üretmektedir. Bu yanıt, glutamatın katyon kanallarını oluşturan reseptörleriyle etkileşimini takiben üretilmektedir. Glutamat reseptörlerinin aşırı aktivasyonu eksitotoksisite ile sonuçlanabilir. İskemi, travmatik yaralanmalar, Alzheimer, Parkinson hastalığı gibi çeşitli nörodejeneratif patolojilerde glutamat eksitotoksisitesi gelişebilir. Apelin, merkezi sinir sistemi ve periferik dokularda geniş dağılım gösteren endojen bir nöropeptidtir. Apelin/APJ sistemi anjiyogenez, vazokonstriksiyon, enerji ve besin alımı metabolizmasının düzenlenmesi, hafıza, öğrenme-bellek, nöroproteksiyon, depresyon, anksiyete, ağrı, epilepsi, inme gibi çeşitli patofizyolojik durumlarda rol almaktadır. Apelin-13, sinaptik plastisite üzerinde inhibe edici etkisi olmakla beraber nöronal korumanın yanı sıra bilişsel bellek üzerinde de önemli etkilere sahiptir. Apelin-13; IP3, PKC, MEK1/2, Raf/ERK1-2 ve AKT sinyal yolaklarının aktivasyonu ile NMDAR aktivitesini inhibe ederek eksitotoksisiteye karşı koruma sağlarken aynı anda sinaptik plastisitenin gelişimine katkıda bulunur. Nöropeptid Y (NPY), sinir sisteminde nöroprotektif rol oynayan diğer bir endojen nöropeptidtir. NPY sinir sisteminde nöroprotektif etki gösterme, trofik desteği artırma, eksitotoksisiteyi azaltma etkilerini IP3, PKC, MEK1/2, Raf/ERK1-2 ve AKT sinyal yolaklarının aktivasyonu üzerinden yapmaktadır. Erkek sıçanlarda glutamat intraperitoneal enjeksiyonunu takiben glutamat eksitotoksisitesi oluşturulacaktır. Nöroptotektif rol oynayan apelin-13’ün NPY ile etkileşimi NPY reseptör blokajı ile gösterilecektir. Öğrenme ve bellek üzerine etkileri ise Morris Su Labirenti ve Obje Tanıma testleri ile analiz edilecektir. Apelin-13 ve NPY’nin ortak sinyal yolaklarını aktive etmeleri; eksitotoksik hasara ve nöronal proteksiyona karşı korumada beraber rol alabileceklerini; glutamat eksitotoksisitesi kaynaklı bellek ve öğrenme bozulmalarını hafifletebileceklerini düşündürmüştür.
Excitotoxicity, resulting from excessive accumulation of glutamate in the extracellular space, leads to neuronal cell death. This study investigates the protective effects of Apelin-13 on D-glutamic acid-induced excitotoxicity in SH-SY5Y human neuroblastoma cells, an in vitro model for neurodegenerative diseases. Unlike the commonly studied L-glutamic acid, this research focuses on D-glutamic acid to understand its specific impacts. SH-SY5Y cells were treated with varying concentrations of D-glutamic acid and Apelin-13, followed by analyses at 12 and 24 hours to evaluate cell viability, oxidative stress markers, and inflammatory cytokine levels. Cell viability assays revealed significant cytotoxic effects of D-glutamic acid at doses of 10 mM and 20 mM, reducing viability by over 50%. However, Apelin-13 treatment mitigated these effects, especially at 2 μg/mL, enhancing cell viability and reducing inflammatory cytokine levels (IL-1β and TNF-α). Apelin-13 also increased anti-inflammatory cytokine levels (IL-10 and TGF-β1) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF), indicating its neuroprotective role. Oxidative stress markers, including ROS, AGE, AOPP, DT, and T-SH, were significantly elevated by D-glutamic acid but effectively reduced by Apelin-13. The neuroprotective mechanisms of Apelin-13 involve modulation of cAMP/PKA and MAPK signaling pathways, enhancing BDNF synthesis and suppressing oxidative stress and inflammatory responses. This study is the first to demonstrate the effects of D-glutamic acid on SH-SY5Y cells. It highlights Apelin-13’s potential as a therapeutic agent against excitotoxicity-induced neuronal damage, emphasizing its ability to modulate key molecular pathways involved in inflammation and oxidative stress. Further in vivo studies are warranted to explore the long-term neuroprotective effects of Apelin-13 in treating neurodegenerative diseases.
Elektrofizyolojik ölçümler hücrede, dokuda, organda veya tüm organizmada invaziv veya non invaziv yöntemlerle yapılmaktadır. Elektrotlar vücuttan potansiyellerin kaydedilmesinde ya da vücut hücrelerinin uyarılmasında önemlidir. Süper iletkenlik özelliği taşımayan altın, gümüş, platin, çinko, bakır gibi metaller ile yapılan elektrotlar normal bir iletkenliğe sahiptir. Bu metal elementlerde gerçekleşen elektrik akımını oluşturan iyonlar belirli bir patern içerisinde hareket eder ve elektronlar birbirleri ile çarpışırlar. Bu çarpışmalar sırasında taşınan elektrik akımında enerji kaybedilir. Süper iletkenlik özelliği taşıyan metal elementlerde ise fiziksel özellikleri nedeni ile elektron çarpışması gerçekleşmediği için iyon kaybı olmaz ve temelde enerji korunumu meydana gelir. İletilecek olan elektrik akımı hiçbir şekilde enerji kaybetmeden ilerler. Pek çok fizyolojik ve nörofizyolojik non-invaziv kayıtlarda kullanmak üzere geliştireceğimiz mükemmel elektrotlarda yüksek süper iletken özelliğe ve düşük dirence sahip olan bor ve bor bileşenlerini seçmemizin en temel amacı; ilgili vücut alanından elde edilecek kayıtların empedanslarının düşük olması ve en küçük lokal elektriksel değişiklikleri dahi algılayabilmesine dayanmaktadır. Bu projede: Bor ülkemizde dünya rezervinin %73’ünün bulunduğu bir maden olup çeşitli bileşikleri süper iletken olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla verdiğimiz aşağıdaki 3 projemizde öncelikle MgB2 (magnezyum diborit) olmak üzere çeşitli bor bileşiklerini kullanarak süper iletken özelliğiyle bugüne kadar kullanılan elektrotlardan daha iletken olan bor bileşiklerini mükemmel elektrot olarak tasarlayıp kullanmayı hedeflendi. Geliştirilen Bor elektrotlarının preklinik ve klinik çalışmalarını yaparak optimizasyonu ve patent süreçleri başlatılacaktır. Mükemmel elektrotlar vücut yüzeyinden biyopotansiyel ölçümü yapan cihazların bir parçası olarak kullanılacağı için vücut dışında kullanılan (in vitro) tıbbi tanı cihazları yönetmeliğine göre tasarımı, üretimi yapılacaktır ve yönetmelik şartlarına uygun olarak piyasaya sürülüp hizmete sunulacaktır. Bor temmeli mükemmel elektrotlar kullanım amacı ve koşullarına uygun kullanıldığı zaman hastaların durumunu, güvenliğini, sağlığını ve ayrıca uygulayan hekimin, personelin de sağlığını, can güvenliğini tehlikeye atmayacak şekilde planlanlanacak, tasarlanacak ve üretilecektir.