900-MHz elektromanyetik alan uygulanan sıçanların trigeminal gangliyon hücrelerinde oksidatif stres ve ferroptozda TRPM2 kanalının rolü

Abstract

Trigeminal gangliyon (TG) sinir sisteminde önemli bir bütünleştirici organıdır. Kafa ve yüz bölgesinin dokunma, ağrı, ısı ve basınç duyularını taşıyan aksonların hücre gövdelerini bulundurur. Özellikle migren, trigeminal nervalji ve kraniyofasyal ağrıların fizyopatolojik mekanizmalarında önemli olduğu bildirilmiştir. TG hücreleri, duyusal bilgiyi modüle eden önemli hücrelerdir ve diğer beyin bölgeleri gibi oksidatif strese duyarlıdır. EMF maruziyeti bu gangliyonlarda dejeneratif değişikliklere neden olabilir. Çalışmalarda yüksek frekanslı EMF maruziyetine karşı sinir sisteminin hassas bir alan olduğu ve nörogenezin etkilendiği belirtilmiştir. EMF’nın hem erişkin hem de gelişim döneminde sinir sisteminde dejeneratif değişikliklere neden olduğu belirlenmiştir. Çalışmalar bu etkilerin altında yatan bir mekanizma olarak serbest oksijen radikalleri (ROS) oluşumunu öne sürmüşlerdir, fakat ROS oluşturan etkenler tam olarak belirli değildir. Literatürdeki bilgiler apoptoz üzerine yoğunlaşsa da farklı ölüm mekanizmalarının EMF kaynaklı TG hasardaki yeri belirsizdir. Ferroptozis, apoptotik olmayan hücre ölümünün yeni tanımlanmış bir şeklidir ve iki temel biyokimyasal özellikle karakterize edilir; bunlardan birisi hücre içi aşırı demir yüklenmesi, diğeri ise lipid peroksidasyon ürünlerinin aşırı birikimidir. Ferroptozun sinir sistemi ile ilgili birçok hastalıkta bilişsel bozuklukların oluşmasında rolü olduğu ve ferroptoz inhibitörlerinin Alzheimer, Parkinson, epilepsi ve şok gibi çeşitli hastalıkların semptomlarının giderilmesinde muhtemel tedavi seçenekleri arasında yer alabileceği bildirilmiştir. TRPM kanalları, integral membran proteinlerinin bir ailesi olan TRP kanallarının üyeleridir. TRPM kanalları, Ca2+, Na + ve Zn2+ dahil olmak üzere çeşitli iyonların akışına aracılık eden seçici olmayan katyon kanallarıdır. Çalışmalar TRPM kanallarının, embriyonal dönemdeki gelişim, hücre çoğalması, hücre gelişimi ve hücre ölümü için hayati öneme sahip olduğunu göstermiştir. Bu kanallar farklı hücre ölüm yolaklarının düzenleyicileri olarak ilgili patolojilere dahil olmuştur. Ferroptoz yeni tanımlanmış bir ölüm yolağı olduğundan TRPM2 kanallarının bu yolaktaki etkileri ile ilgili sadece birkaç araştırma yapılmıştır. Bu bağlamda bu kanallarının ferroptoz ölüm yolağındaki etkilerinin anlaşılması ve bu kanallar aracılığıyla yolağın düzenlenmesi klinik açıdan oldukça önemlidir. TRPM2, beyinde, dorsal kök ganglion (DRG) ve TG gibi duyusal sistemlerindeki nöronlarda bol miktarda eksprese edilir. TRPM2’nin, OS ve ADP -riboz (ADPR) tarafından uyarıldığı bilinmektedir. Çalışmalar TRPM2 aktivasyonunun hücre içi ROS artışına neden olduğunu bildirmektedir. Ayrıca bu kanallar seçici olmayacak şekilde katyonları geçirdikleri bilinmektedir ve bir katyon olan Fe2+ iyonlarını da geçirmeleri mümkündür. Bu bağlamda TRPM2 aracılığıyla artan ROS’un GSH tükenmesine, lipid peroksidasyonuna ve Fe2 birikimine neden olarak TG’de ferroptozu indükleyebileceği öngörülmektedir. Sunulan bu çalışmadaki amacımız; gebeliğin birinci, ikinci ve üçüncü trimesterlarında EMF maruziyetinin neden olduğu TG patogenezinde ferroptozun olası katkısını ve ferrostatin 1 (Fer-1) tarafından ferroptoz inhibisyonunun EMF kaynaklı bozuklukları hafifletmeye yardımcı olup olmayacağını ve TRPM2 kanallarının bu etkilere aracılık edip etmediğini araştırmaktır. Bu amaçla 20 adet Wistar albino dişi sıçan damızlık erkek sıçanlarla çiftleştirilecek ve gebe sıçanlar 7 gruba ayrılacaktır. Kontrol Grubu: Hiçbir özel işlem uygulanmayacaktır. EMF 1 Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin birinci trimesterında (G1-G7 arası), günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ ya maruz bırakılacaktır. EMF 2 Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin ikinci trimesterında (G8-14 arası) günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ ya maruz bırakılacaktır. EMF 3 Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin üçüncü trimesterında (G15-G21 arası), günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ ya maruz bırakılacaktır. EMF 1+Ferrostatin Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin birinci trimesterında (G1-G7 arası), günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ ya maruz bırakılacaktır. Ayrıca bu gruptaki ratlara EMF maruziyetinden hemen sonra G1-G7 boyunca (i.p. 2.5 μmol/kg; %1 DMSO Sigma–Aldrich, USA) Ferrostatin 1 verilecektir. EMF 2 + Ferrostatin Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin ikinci trimesterında (G8-G14 arası) günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ya maruz bırakılacaktır. Ayrıca bu gruptaki ratlara EMF maruziyetinden hemen sonra G8-G14 boyunca (i.p. 2.5 μmol/kg; %1 DMSO Sigma–Aldrich, USA) Ferrostatin verilecektir. EMF 3+Ferrostatin Grubu: Gebe sıçanlar gebeliğin üçüncü trimesterında (G15-G21 arası), günde 2 saatlik süre ile 900 MHz EMF’ ya maruz bırakılacaktır. Ayrıca bu gruptaki ratlara EMF maruziyetinden hemen sonra G1-G7 boyunca (i.p. 2.5 μmol/kg; %1 DMSO Sigma–Aldrich, USA) Ferrostatin 1 verilecektir. Gebelerden doğan erkek yavrular incelenmek üzere deney sonlandırılacaktır. TG dokuları histopatolojik ve immünohistokimyasal analizler için %4’luk paraformaldehit + %4 lük gluteraldehit karışımı içerisine, biyokimyasal analizleri için sıvı nitrojene koyulacaktır. İmmünohistokimyasal boyamalar analizi için primer antikor olarak; anti-glutathione peroxidase 4 ve anti-transferrin reseptör, biyokimyasal analizler için ELISA kitleri kullanılacaktır. Elde edilen verilerle istatistiksel analizler yapılıp sonuçlar değerlendirilecektir.