Travmatik beyin hasarı modelinde PBN VE MCC950'nin tekli ve kombine uygulamalarının nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of neuroprotective effects of single and combined administration of PBN and MCC950 in a traumatic brain injury model
- Tez No: 1012671
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EFECAN ÇEKİÇ
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Nöroşirürji, Neurosurgery
- Anahtar Kelimeler: Travmatik beyin hasarı, NLRP3 inflamazomu, Oksidatif stres, PBN, MCC950, Nöroproteksiyon, Nöroinflamasyon, Traumatic brain injury, NLRP3 inflammasome, Oxidative stress, PBN, MCC950, Neuroprotection, Neuroinflammation
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Tıp Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Nöroşirürji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nöroşirürji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Giriş ve Amaç Travmatik beyin hasarı (TBH), dünya genelinde genç erişkin ölümlerinin ve uzun süreli sakatlıkların önde gelen nedenlerinden biri olup, ciddi bir halk sağlığı sorunudur. TBH'nin patofizyolojisi, mekanik darbe anında gerçekleşen primer hasar ve bunu takip eden biyokimyasal kaskadların yol açtığı sekonder hasar olmak üzere iki fazda incelenir. Primer hasarın geri döndürülemez doğası nedeniyle, nöroprotektif tedavi stratejileri, nöronal ölümü, beyin ödemini ve fonksiyonel kayıpları tetikleyen sekonder hasar mekanizmalarının engellenmesine odaklanmaktadır. Sekonder hasarın temel bileşenleri arasında oksidatif stres ve nöroinflamasyon kritik bir rol oynar. Özellikle reaktif oksijen türlerinin (ROS) aşırı üretimi ve NLRP3 inflamazomunun aktivasyonu, birbirini tetikleyen patolojik bir döngü oluşturarak nörodejenerasyonu şiddetlendirir. Bu çalışmanın amacı, güçlü bir serbest radikal temizleyicisi olan α-Fenil-N-tert-butilnitrone (PBN) ile selektif bir NLRP3 inflamazom inhibitörü olan MCC950'nin, farelerde oluşturulan travmatik beyin hasarı modelinde nöroprotektif etkilerini araştırmaktır. Çalışma, bu iki ajanın tek başına ve kombine (eş zamanlı) kullanımının, oksidatif stres ve inflamasyon yolağını birlikte hedefleyerek histopatolojik hasarı, biyokimyasal belirteçleri ve nörolojik fonksiyonel sonuçları nasıl etkilediğini belirlemeyi hedeflemiştir. Gereç ve Yöntem Bu deneysel çalışma, Hacettepe Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu onayı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 25-30 gram ağırlığında, erişkin erkek Swiss Albino fareler kullanılmıştır (n=36). Denekler rastgele beş gruba ayrılmıştır: (1) Sham grubu (cerrahi işlem uygulanan ancak travma oluşturulmayan), (2) Travma Kontrol grubu (TBH + PBS çözücü), (3) PBN grubu (TBH + 100 mg/kg PBN), (4) MCC950 grubu (TBH + 25 mg/kg MCC950) ve (5) Kombine Tedavi grubu (TBH + 100 mg/kg PBN + 25 mg/kg MCC950). Travmatik beyin hasarı modeli, modifiye edilmiş ağırlık düşürme (weight-drop) yöntemi ile oluşturulmuştur. Anestezi altındaki farelerin sağ parietal kemiklerine belirli bir yükseklikten ağırlık düşürülerek hafif - orta şiddette künt kafa travması sağlanmıştır. Tedaviler, travmadan 1 saat sonra intraperitoneal (i.p.) yolla uygulanmıştır. Travmadan 1 ve 24 saat sonra tüm grupların nörolojik fonksiyonları Modifiye Nörolojik Şiddet Skoru (mNSS) ile değerlendirilmiştir. Sakrifikasyon sonrası beyin dokuları ve plazma örnekleri toplanmıştır. Doku hasarı, Hematoksilen-Eozin (H&E) boyaması ile histopatolojik olarak incelenmiş; nöroinflamasyon düzeyleri ise doku ve plazmada interlökin-1 β (IL-1β) ve NLRP3 protein seviyelerinin ELISA yöntemiyle ölçülmesiyle analiz edilmiştir. Bulgular Nörolojik değerlendirme sonuçlarına göre, travma sonrası 1. saatte tüm travma gruplarında benzer düzeyde fonksiyonel kayıp gözlenirken (mNSS skorları yüksek), 24. saatte tedavi gruplarında iyileşme kaydedilmiştir. En belirgin iyileşme, Kombine Tedavi grubunda saptanmış olup, bu grubun mNSS skorları (Ortalama: 2.5 ± 0.8), travma kontrol grubuna (Ortalama: 6.8 ± 1.1) göre istatistiksel olarak anlamlı düzeyde düşüktür (p<0.05). Biyokimyasal analizlerde, travma grubunda beyin dokusu NLRP3 ve IL-1β düzeylerinin sham grubuna göre anlamlı şekilde arttığı (p<0.001) belirlenmiştir. Tekli PBN ve MCC950 tedavileri doku sitokin düzeylerini düşürme eğilimi gösterse de, en güçlü baskılanma Kombine grupta izlenmiştir. Kombine grup, travma grubuna kıyasla hem doku IL-1β hem de NLRP3 seviyelerini anlamlı derecede azaltmıştır (p<0.01). Plazma analizlerinde ise tedavilerin sistemik belirteçler üzerindeki etkisi, doku düzeyindeki kadar belirgin bulunmamıştır. Histopatolojik incelemelerde, travma grubunda yoğun kortikal nekroz, perivasküler ödem, hemoraji ve glial aktivasyon (gliozis) saptanmıştır. PBN ve MCC950'nin tekli uygulamaları hasarı kısmen hafifletirken, Kombine Tedavi grubunda doku bütünlüğünün en iyi korunduğu, ödemin minimal olduğu ve nöronal kaybın anlamlı ölçüde azaldığı gözlemlenmiştir. Yarı kantitatif histolojik skorlama, kombine tedavinin sinerjistik bir koruma sağladığını doğrulamıştır. Sonuç Bu çalışma, travmatik beyin hasarının akut döneminde PBN ve MCC950 kombinasyonunun, tekli ajanlara kıyasla daha üstün bir nöroprotektif etki sağladığını ortaya koymaktadır. Elde edilen veriler, oksidatif stres ve NLRP3 inflamazom yolağının eş zamanlı inhibisyonunun, sekonder beyin hasarını, beyin ödemini ve nöroinflamasyonu azaltmada güçlü bir strateji olduğunu göstermektedir. Kombine tedavinin sağladığı histolojik koruma ve fonksiyonel iyileşme, bu yaklaşımın klinik translasyon potansiyelinin yüksek olduğunu ve TBH tedavisinde çoklu hedefli farmakoterapi stratejilerinin geliştirilmesi gerektiğini desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Introduction and Objective Traumatic brain injury (TBI) is a major global public health concern and a leading cause of mortality and long-term disability, particularly among young adults. The pathophysiology of TBI is characterized by two distinct phases: primary injury, which occurs at the moment of mechanical impact, and secondary injury, which involves a cascade of biochemical processes. Due to the irreversible nature of primary injury, neuroprotective strategies focus on mitigating secondary injury mechanisms that drive neuronal death, brain edema, and functional deficits. Oxidative stress and neuroinflammation are critical components of this secondary injury. Specifically, the overproduction of reactive oxygen species (ROS) and the activation of the NLRP3 inflammasome create a vicious pathological cycle that exacerbates neurodegeneration. The objective of this study was to investigate the neuroprotective effects of α-Phenyl-N-tert-butylnitrone (PBN), a potent free radical scavenger, and MCC950, a selective NLRP3 inflammasome inhibitor, in a murine model of traumatic brain injury. The study aimed to determine whether the combined use of these agents provides superior protection compared to monotherapy by simultaneously targeting oxidative stress and inflammatory pathways, thereby reducing histopathological damage, biochemical markers of inflammation, and neurological deficits. Materials and Methods This experimental study was approved by the Hacettepe University Animal Experiments Local Ethics Committee. Thirty-six adult male Swiss Albino mice (25-30g) were used. The subjects were randomly divided into five groups: (1) Sham group (surgery without trauma), (2) Trauma Control group (TBI + Vehicle), (3) PBN group (TBI + 100 mg/kg PBN), (4) MCC950 group (TBI + 25 mg/kg MCC950), and (5) Combined Treatment group (TBI + 100 mg/kg PBN + 25 mg/kg MCC950). A moderate blunt head trauma was induced using a modified weight-drop model on the right parietal cortex of anesthetized mice. Treatments were administered intraperitoneally (i.p.) 1 hour after the trauma. Neurological functions were assessed using the Modified Neurological Severity Score (mNSS) at 1 and 24 hours post-injury. Following sacrifice, brain tissues and plasma samples were collected. Tissue damage was evaluated histopathologically using Hematoxylin-Eosin (H&E) staining. Neuroinflammation levels were analyzed by measuring Interleukin-1 β (IL-1β) and NLRP3 protein levels in both brain tissue and plasma via ELISA. Results Neurological assessment revealed that while all trauma groups exhibited significant functional deficits at 1 hour post-injury, significant improvement was observed in the treatment groups at 24 hours. The most pronounced recovery was found in the Combined Treatment group, where mNSS scores (Mean: 2.5 ± 0.8) were significantly lower than those of the trauma control group (Mean: 6.8 ± 1.1) (p<0.05). Biochemical analyses showed a significant increase in brain tissue NLRP3 and IL-1β levels in the trauma group compared to the sham group (p<0.001). While single treatments with PBN and MCC950 showed a trend towards reducing cytokine levels, the Combined Treatment provided the strongest suppression, significantly reducing both tissue IL-1β and NLRP3 levels compared to the trauma group (p<0.01). Plasma analyses indicated that the effect of treatments on systemic markers was less consistent than in brain tissue. Histopathological examinations revealed severe cortical necrosis, perivascular edema, hemorrhage, and glial activation (gliosis) in the trauma group. Although single treatments partially mitigated these damages, the Combined Treatment group exhibited the best preservation of tissue morphology, with minimal edema and significantly reduced neuronal loss. Semi-quantitative histological scoring confirmed the synergistic protective effect of the combined therapy. Conclusion This study demonstrates that the combination of PBN and MCC950 provides superior neuroprotective efficacy compared to single agents in the acute phase of traumatic brain injury. The data suggest that simultaneous inhibition of oxidative stress and the NLRP3 inflammasome pathway is a potent strategy for attenuating secondary brain injury, cerebral edema, and neuroinflammation. The histological protection and functional recovery observed with the combined treatment support the high clinical translational potential of this approach and advocate for the development of multi-target pharmacotherapy strategies in TBI management.
Benzer Tezler
- Travmatik beyin hasarı modelinde alfa lipoik asidin retina ve optik sinir üzerindeki nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the neuroprotective effects of alpha-lipoic acid on the retina and optic nerve in a traumatic brain injury model
MUSTAFA KAAN KAYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Göz HastalıklarıSüleyman Demirel ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLŞAH USTA SOFU
- Sıçanlarda travmatik beyin hasarı modelinde mildronatın nöroprotektif etkisi
Investigation of the neuroprotective effect of mildronat in the rat model of traumatic brain injury
DİLAN DEMİR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
NöroşirürjiSağlık Bilimleri ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BORA GÜRER
- Sıçanlarda travmatik beyin hasarı modelinde cinnamaldehyde'in nöroprotektif etkisi
Neuroprotective effect of cinnamaldehyde in the rat model of traumatic brain injury
PINAR KURU BEKTAŞOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
NöroşirürjiSağlık Bilimleri ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA GÜRER
- Deneysel travmatik beyin hasarı modelinde serebral kan akımıdeğişikliklerinin ve kortikal yayılan depolarizasyonların incelenmesi
Investigation of cerebral blood flow changes and corticalspreading depolarizations in experimental traumatic brain injury model
ŞAHİN HANALİOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
NöroşirürjiHacettepe ÜniversitesiNöroşirürji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE MUT AŞKUN
- Fare kafa travması modelinde deksmedetomidinin inflamasyon üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of antiinflammatory effects ofdexmedetomidine on experimental traumatic brain injury model
DİCLE KARAKAYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
NöroşirürjiHacettepe ÜniversitesiNöroşirürji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE MUT AŞKUN