Sağlıklı ve osteoartrit'li kondrositlerde mitohormetik adaptasyonun inflamatuar strese karşı oluşan yanıt üzerine etkisi; in-vitro çalışma

Osteoartrit (OA); kronik ağrı ve hareket kısıtlılığına neden olan, dünya çapında en sık görülen kas-iskelet sistemi hastalığıdır. Her geçen gün artan kanıtlar mitokondriyonun OA patogenezinde rol oynadığını göstermektedir. Bozulmuş mitokondri fonksiyonları ve mitokondriyal kalite kontrol mekanizmalarının OA patogenezinde yer alan senesens ve kondrosit apoptozuna katkıda bulunarak OA'in ilerlemesine neden olur. Mitohormesis; ölümcül olmayan mitokondrial stresin hormetik yanıtı tetikleyerek hücrenin oksidatif strese karşı direncini arttırdığını ön koşullamayı ifade etmek için kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda mitokondrial stres yolaklarının ile hormetik mekanizmanın aktive edilmesinin yaşam süresini uzattığının gösterilmesi bu alana olan ilgiyi her geçen gün arttırmaktadır. Dünya çapında yaygın olarak kullanılan anti-hiperglisemik ajan olan "Metfomin"'in faydalı etkilerini mitokondiyal elektron taşıma zincirinin kompleks-1 aktivitesini inhibe ederek ve böylece oksidatif stresi arttırıp adaptasyon mekanizmalarını tetikleyerek gösterdiği düşünülmektedir. Bu çalışmanın amacı, literatürde ilk defa osteoartritli ve sağlıklı kondrositlerin mitohormetik ön koşullama sonrasında inflamasyona direnç kazanıp kazanmadığı incelenmiştir. Kelgren-Lawrence Sınıflandırmasına göre evre 3 OA tanısı alan ve total diz replasman cerrahisi yapılan hastalardan cerrahi sırasında alınan sağlıklı ve osteoartritik kondrositler kültüre edilmiş ve sonrasında metformin aracılığıyla elektron transport zinciri elemanlarından kompleks 1 inhibe edilerek oksidatif stres indüklenmiştir. Hücre canlılığı ile yapılacak olan uygulamaların toksik doz ve süreleri MTT testi ile değerlendirildikten sonra, mitohormetik yanıtta rol oynayan FGF21, SOD2, Nrf2, mitokondriyal katlanmamış protein yanıtı elemanları ATF4, Lonp1, Trap1 ve Hsp10, apoptoz belirteçleri olan Caspase3 ve Parp1 ifadelenmesi Western Blot yöntemi ile analiz edilmiştir. Reaktif oksijen ürünlerinin (ROS) miktarındaki değişimler ise ROS analizi ile değerlendirilmiştir. Metformin ön koşullaması, OA'li kondrositlerde IL-1β ile indüklenen inflamatuar mikro çevrede oksidatif strese karşı mitokondriye spesifik SOD2 sentezini artırarak ROS seviyelerini düşürmektedir. Bu süreç sonucunda tetiklenen mitohormetik adaptasyon, inflamatuar stres karşısında ER stres yanıtı ile koordineli şekilde "Entegre Stres Yanıtı" üzerinden mtROS-PERK-eIF2α-ATF4-FGF21 yolunu aktifleştirmektedir. Metformin ön koşullaması sonrasında oluşan yeni inflamatuar strese karşı OA'li kondrositler daha güçlü bir yanıt vererek hayatta kalma yönünde adaptif bir davranış sergilemektedir. Böylece, metformin ön koşullaması, OA'li kondrositlerde mitohormetik yanıtı tetikleyerek bu hücreleri gelecekte karşılaşacakları inflamatuar streslere karşı daha dirençli hale getirmekte ve hayatta kalmalarını sağlamaktadır.