Yenidoğan sıçan beyninde hiperoksinin neden olduğu nöron ölümünde nesfatin-1 peptitinin koruyucu etkisinin araştırılması

Abstract

Yenidoğan yoğun bakım ünitelerinde prematür yenidoğanlara, resüsitasyon pulmoner hipertansiyon ve solunum sıkıntısı gibi durumlarda tedavi amaçlı verilen suprafizyolojik dozlarda oksijen, retina ve akciğer gibi organların yanısıra beyine de hasar verir. Hiperoksinin apoptitoz, oksidatif stres, inflamasyon gibi nöronal sağkalımı etkileyen süreçlerde patolojik değişikliklere neden olduğu neonatal hayvan modellerinde gösterilmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalar hiperoksinin neden olduğu nöronal hasarı azaltmayı amaçlayan nöroprotektif ajan arayışları üzerine yoğunlaşmıştır. Anoreksijenik bir peptit olan nesfatin-1’in, anti-inflamatuar ve anti-apoptotik etkileri olduğunu gösteren çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, nesfatin-1 peptitinin gelişmekte olan sıçan beyninde hiperoksinin neden olduğu beyin hasarına etkisinin olup olmadığını ve bu etkisini hangi mekanizmalar üzerinden gerçekleştirdiğini göstermektir. Çalışmada Wistar albino cinsi 6 günlük sıçanlar kullanıldı. Normoksi+SF, hiperoksi+SF, hiperoksi+nesfatin-1, normoksi+nesfatin-1, grupları oluşturuldu. 2veya 5 gün sürelerle hiperoksiye maruz bırakılan yavrulara iki farklı dozda nesfatin-1intraperitoneal yolla verildi. Işık mikroskobik değerlendirmelerde etkin dozun20μg/kg/gün olduğu belirlendi. Takiben etkin doz verilen yavru sıçanların tüm beyin homojenatlarında, otofaji, apoptoz, inflamasyon ve oksidatif stres süreçlerine özgü proteinler ile nörotrotrofinlerin ekspresyonlarındaki değişiklikler değerlendirildi. Elde ettiğimiz bulgulara göre, nesfatin-1’in, hiperoksi nedeniyle azalan nöronsayısını anlamlı ölçüde artırdığı ve hipomiyelizasyonu düzelttiği gözlendi. İki günlük hiperoksi süresince uygulanan nesfatin-1’in, hiperoksinin nedeni ile artan beklin-1,ATG5 ve LC3A-B gibi otofaji belirteçlerinin düzeyleri ile BAX ve IL-18ekspresyonlarını anlamlı ölçüde azaltırken, 5 günlük hiperoksinin etkisi ile ekspresyonları azalan BDNF ve GDNF gibi nörotrofinler ile SOD ve GSH-Pxantioksidan enzim düzeylerini anlamlı olarak artırdığı tespit edildi. Sonuç olarak, nesfatin-1 peptitinin hiperoksinin neden olduğu beyin hasarını azalttığı, bozulan hücresel ve moleküler mekanizmalar üzerine koruyucu etkisi olduğu gösterilmiştir.

Supraphysiological doses of oxygen given to premature newborns in neonatal intensive care units for treatment purposes in conditions such as resuscitation, pulmonary hypertension and respiratory distress, damage the brain as well as organs such as the retina and lungs. It has been shown in neonatal animal models that hyperoxia causes pathological changes in processes affecting neuronal survival such as apoptosis, oxidative stress, and inflammation. Studies in recent years have focused on the search for neuroprotective agents aiming to reduce neuronal damage caused by hyperoxia. There are studies demonstrating that nesfatin-1, an endogenous anorexigenic peptide, has anti-inflammatory and anti-apoptotic effects. The aim of this study is to show whether nesfatin-1 peptide has an effect on brain damage caused by hyperoxia in the developing rat brain and through which mechanisms it exerts this effect. Six-day-old Wistar albino rat pups were used in the study. Normoxia+SF, hyperoxia+SF, hyperoxia+nesfatin, normoxia+nesfatin groups were created. Two different doses of nesfatin-1 were given intraperitoneally to rat pups exposed to hyperoxia for 2 or 5 days. Subsequently, changes in the expression of proteins specific to autophagy, apoptosis, inflammation and oxidative stress processes and neurotrophins were evaluated in the whole brain homogenates of rat pups given the effective dose. According to our findings, nesfatin-1 significantly increased the number of neurons decreased due to hyperoxia and restored myelination. Nesfatin-1 applied during two days of hyperoxia significantly reduced the levels of autophagy markers such as beclin-1, ATG5 and LC3A-B, which increased due to hyperoxia, and the protein expressions of BAX and IL-18. It was also found that neurotrophins such as BDNF and GDNF or SOD and GSH-Px antioxidant enzyme levels, whose expressions decreased with the effect of 5-day hyperoxia, significantly increased. In conclusion, it has been shown that nesfatin-1 peptide reduces brain damage caused by hyperoxia and has a protective effect on impaired cellular and molecular mechanisms.