İskemik ve uzak iskemik ardkoşullanmanın serebral iskemi reperfüzyon hasarında apoptoz, nekroptoz, piroptoz ve ferroptoz üzerine etkileri

Beynin bir bölgesinde kan dolaşımının kaybı ile karakterize edilen iskemik inme, dünya çapında mortalite ve morbiditenin önde gelen nedenlerinden biridir. Mekanik trombektomi veya intravenöz tromboliz gibi akut tedavi stratejilerindeki ilerlemelere rağmen, etkili tedavi seçenekleri sınırlıdır. Bu durum araştırmacıları yeni terapötik hedef keşfetmeye yönlendirir. İskemik ardkoşullanma (PostC), uzun süreli iskemiyi takiben reperfüzyon başlangıcında uygulanan bir dizi kısa iskemi/reperfüzyon aralıkları olarak tanımlanır. Uzak iskemik ardkoşullanma (RePostC), iskemiden etkilenen hayati organları, vücudun uzak bölgelerine uygulanan girişimlerle korumayı amaçlayan, non-invaziv bir yaklaşımdır. Hasar sürecinde hücresel homeostaz önemlidir ve sağkalım/ölüm yanlısı süreçler eş zamanlı olarak aktive edilir. Apoptoz, kaspaz bağımlı düzenlenmiş bir hücre ölümüdür. Nekroptoz, nekrotik görünümlü düzenlenmiş bir hücre ölüm türü olarak tanımlanır. Piroptoz, enfeksiyon ve stresle ilişki sinyallere karşı fizyolojik sistemlerin savunmasında kritik öneme sahiptir. Ferroptoz ise demir bağımlı lipid peroksidasyonu ile karakterize hücre ölüm türüdür. Çalışmamızda serebral iskemi/reperfüzyon (I/R) hasarında hücre ölüm yolaklarından apoptoz, nekroptoz, piroptoz ve ferroptozun rolü, mekanik bir tedavi olarak PostC ile RePostC'nin koruyuculukları ve PostC ile RePostC'nin Sestrin2 ve Heksokinaz II düzeyleri üzerine etkileri araştırıldı. Çalışmamızda Spraque Dawley ırkı, 10-12 haftalık 40 adet erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar her grupta 10 hayvan olacak şekilde rastgele 4 gruba ayrıldı. PostC orta serebral arter oklüzyonu sonrası reperfüzyon başlangıcında, 3 siklus 30 sn reperfüzyon/10 sn iskemi şeklinde, RePostC sağ arka bacağa 5'er dk 3 siklus reperfüzyon-iskemi şeklinde uygulandı. Protein ekspresyon düzeyleri Western Blot ve ELISA ile tespit edildi; nekroz alanı için 2,3,5-trifeniltetrazolium klorür (TTC) boyaması ve lökomotor aktiviteyi değerlendirmek için açık alan, dikey çubuk ve kiriş yürüme testleri gerçekleştirildi. Serebral I/R'a bağlı nekroz alan PostC ve RePostC uygulaması ile anlamlı olarak azaldı. Uygulanan tedavi yöntemleri, davranış testlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark yaratmadı. Apoptotik proteaz aktive edici faktör 1 (Apaf-1), Reseptörle etkileşime giren serin/treonin-protein kinaz 3 (RIPK3), Gasdermin D (GsdmD) ve Sestrin2 (Sesn2) düzeyleri I/R ile anlamlı olarak artarken PostC ve RepostC ile anlamlı olarak azaldı. Uzun zincirli yağ açil-koenzim A sentaz 4 (ACSL4), I/R ile anlamlı olarak artarken RePostC uygulaması ile anlamlı olarak azaldı. PostC uygulaması ile görülen azalma ise istatiksel olarak anlamlı bulunmadı. Heksokinaz II (HK-II) düzeyleri I/R ile anlamlı olarak azalırken PostC ve RePostC ile tedavi edilen gruplarda anlamlı olarak arttı. Serebral I/R hasarının patofizyolojik mekanizmasında apoptoz, nekroptoz, piroptoz ve ferroptoz rol alabilir ve inflamasyon bu mekanizmaya eşlik edebilir. Serebral I/R hasarında PostC ve RePostC apoptoz, nekroptoz, piroptoz ve ferroptozu inhibe ederek antienflamatuvar mekanizmaların aktive olmasına yardımcı olarak koruyucu etki gösterebilir. Apaf-1, RIPK3, GsdmD, ACSL4 ile HK-II ve Sesn2 düzeyleri, serebral I/R hasarının tedavisinde potansiyel terapötik hedefler olarak değerlendirilebilir. PostC ve RePostC uygulaması ile endojen tolerans mekanizmalarını tetiklemek serebral I/R hasarına karşı koruma sağlayabilir.