Újfajta neuroprotektív stratégiák krónikus agyi hipoperfúziós modellben patkányban. Ph.D. értekezés tézisei. Dr. Institoris Ádám



Hasonló dokumentumok
Oxidatív stressz és antioxidáns kezelési stratégiák kísérletes agyi iszkémiában

Cerebrovaszkuláris elváltozások öregedésben és Alzheimer-kórban

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS

Az anti-apoptózis mechanizmus vizsgálata agyi ischaemia/hypoxia modellekben

AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából Bevezetés

Kimutattuk továbbá, hogy 3 napos rozuvastatin kezeléssel lehet a neuronokat a glutamát toxikus hatásával szemben prekondicionálni. 12.

Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

A peroxinitrit szerepe a késői prekondícionálással és posztkondícionálással kiváltott kardioprotekcióban. Pályázati téma összefoglalása

Szakmai beszámoló az F043101sz ifjúsági OTKA pályázathoz

Az akut simvastatin kezelés hatása az iszkémia/reperfúzió okozta kamrai aritmiákra altatott kutya modellben

NOAC-kezelés pitvarfibrillációban. Thrombolysis, thrombectomia és kombinációja. Az ischaemiás kórképek szekunder prevenciója. A TIA új, szöveti alapú

Posztoperatív pitvarfibrilláció előfordulásának, prediktív faktorainak és rekurrenciájának vizsgálata korai kardiológiai rehabilitációs kezelés során

A harkányi gyógyvízzel végzett vizsgálataink eredményei psoriasisban között. Dr. Hortobágyi Judit

Tudományos tevékenység 2007

Aktív életerő HU/KAR/0218/0001

Kutatási beszámoló ( )

A COPD keringésre kifejtett hatásai

Agyi kisér betegségek

Fizikai aktivitás hatása a koronária betegségben kezelt és egészséges férfiak és nők körében

A farnezol és a vörös pálmaolaj szerepe az iszkémiás/reperfúziós károsodás elleni védelemben

Humán asztrociták. Nagyobb és komplexebb. idegrendszeri fejlődésben jelentős szerepű

Korábbi vizsgálataink során megállapítottuk az egészséges rágcsálók és a nemhumán főemlősök homeosztázisában a mitokondriális uncoupling protein

Új orális véralvadásgátlók

A peroxinitrit és a capsaicin-szenzitív érző idegek szerepe a szívizom stressz adaptációjában

Nem-szteroid gyulladáscsökkentők használata a kisállatpraxisban Pre-,és posztoperatív fájdalomcsillapítás

A Willisi-kör hiányzó szegmenseinek szerepe a

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

A beszéd lateralizáció reorganizációjának nyomonkövetésea fmri-velaneurorehabilitációsorán

T-2 TOXIN ÉS DEOXINIVALENOL EGYÜTTES HATÁSA A LIPIDPEROXIDÁCIÓRA ÉS A GLUTATION-REDOX RENDSZERRE, VALAMINT ANNAK SZABÁLYOZÁSÁRA BROJLERCSIRKÉBEN

Anatómiai, Szövet-és Fejlődéstani Intézet tudományos diákkörének eredményei ( )

KRÓNIKUS AGYI HYPOPERFUSIO: PATOLÓGIAI ÉS KLINIKAI KÖVETKEZMÉNYEK. Dr. Horváth Sándor

Válasz Bereczki Dániel Professzor Úr bírálatára

Távvezérelt robottal segített prosztataeltávolítás. Szatmári Zoltán BME IIT

Protokoll. Protokoll a gépi lélegeztetésről tőrténő leszoktatásról. Ellenőrizte: SZTE ÁOK AITI Intenzív Terápiás Kerekasztal

Neuronok előkészítése funkcionális vizsgálatokra. Az alkalmazható technikák előnyei és hátrányai. Neuronok izolálása I

Zárójelentés. A) A cervix nyújthatóságának (rezisztencia) állatkísérletes meghatározása terhes és nem terhes patkányban.

CYP2C19 polimorfizmusok szerepe a clopidogrel rezisztencia vizsgálatában iszkémiás stroke-on átesett betegekben

OTKA nyilvántartási szám: K48376 Zárójelentés: A pályázat adott keretein belül az alábbi eredményeket értük el:

~ 1 ~ Ezek alapján a következő célokat valósítottuk meg a Ph.D. munkám során:

Újabb terápiás lehetőségek a Huntington kór állatmodelljében

Új szignalizációs utak a prodromális fázisban. Oláh Zita

Vazoaktív szerek alkalmazása és indikációs területeik az intenzív terápiában. Koszta György DEOEC, AITT 2013

-Két fő korlát: - asztrogliák rendkívüli morfológiája -Ca szignálok értelmezési nehézségei

A hipoxiás-iszkémiás enkefalopátia molekuláris mechanizmusai újszülött malacban

Doktori értekezés tézisei. A komplementrendszer szerepe EAE-ben (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis), a sclerosis multiplex egérmodelljében

Az enyhe kognitív zavar szűrése számítógépes logikai játékok segítségével

Félidőben félsiker Részleges eredmények a kutatásalapú kémiatanulás terén

KOPONYA-, ILLETVE SÚLYOS SÉRÜLTEK TRAUMÁHOZ KAPCSOLT KOAGULÓPÁTHIÁJÁNAK ÉS NEUROBIOMARKEREINEK VIZSGÁLATA. Vámos Zoltán, Ph.D.

ÉLETMINŐSÉG ÉS KÖLTSÉGEK A KÖZÉP- ÉS SÚLYOS FOKÚ PSORIASISOS BETEGEK KÖRÉBEN

MAGYOT évi Tudományos Szimpóziuma Május 5-6, Budapest

Tüdő adenocarcinomásbetegek agyi áttéteiben jelenlévő immunsejtek, valamint a PD-L1 és PD-1 fehérjék túlélésre gyakorolt hatása

A PET szerepe a gyógyszerfejlesztésben. Berecz Roland DE KK Pszichiátriai Tanszék

SUMMARY IN HUNGARIAN MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÓ

Semmelweis Egyetem Budapest Ér- és Szívsebészeti Klinika. CPB indul Melegítés kezdete CPB vége Műtét vége. Bőrmetszés

Az aminoxidázok és a NADPH-oxidáz szerepe az ér- és neuronkárosodások kialakulásában (patomechanizmus és gyógyszeres befolyásolás)

Pszichotrauma és disszociatív kapacitás összefüggésének vizsgálata syncopés betegek körében

A diabetes hatása a terhes patkány uterus működésére és farmakológiai reaktivitására

Nemzeti Onkológiai Kutatás-Fejlesztési Konzorcium 1/48/ Részjelentés: November december 31.

MAP kinázok és a PI-3-kináz/Akt útvonal szerepe a retinadegeneráció szabályozásában. Ph.D. TÉZISEK DR. MESTER LÁSZLÓ

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Az akut koronária eseményt 1 évvel követő életminőség

Az autoimmun betegség kezelése során fellépő szemészeti betegségek. Dr. Őri Zsolt Esztergom

III. melléklet Az Alkalmazási előírás és a Betegtájékoztató egyes fejezeteinek módosításai

GéSz Gaál és Sziklás Kft.

Szakmai önéletrajz. Tanulmányok: Tudományos minısítés:

Doktori disszertációk védései és Habilitációs eljárások Ph.D fokozatszerzés

Alsó és felső részén fehér, átlátszatlan, 4-es méretű, kemény zselatin kapszula, amely 155 mg fehér színű, szagtalan port tartalmaz.

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

1. melléklet A ciklodextrin hatásának jellemzése mikroorganizmusok szaporodására Murányi Attila

ÚJ, TÖBB TÁMADÁSPONTÚ INNOVATÍV FÁJDALOMCSILLAPÍTÓ FEJLESZTÉSE: HATÁSTANI, PREKLINIKAI ÉS HUMÁN FÁZIS I. VIZSGÁLATOK

Kiválósági ösztöndíjjal támogatott kutatások az Építőmérnöki Karon c. előadóülés

Gyógyszeres kezelések

Ketogén diéta alkalmazása a gyermekepileptológiában

Tudományos tevékenység 2005

Sarkadi Margit1, Mezősi Emese2, Bajnok László2, Schmidt Erzsébet1, Szabó Zsuzsanna1, Szekeres Sarolta1, Dérczy Katalin3, Molnár Krisztián3,

Preeclampsia-asszociált extracelluláris vezikulák

Újonnan felfedezett cukoranyagcsere eltérések előfordulása korai kardiológiai rehabilitációban

A krónikus veseelégtelenség kardio-metabolikus kockázata

Az elért eredmények. a) A jobb- és baloldali petefészek supraspinális beidegzése

Rosacea okozta szemészeti kórképek - Meibom mirigy diszfunkció

Megállapítottuk, hogy a normális időre született gyermekekben illetve a születés utáni 2-8. években (hasonlóképpen mint felnőttkorban), csak

Záró Riport CR

A TELJES SZÍV- ÉS ÉRRENDSZERI RIZIKÓ ÉS CSÖKKENTÉSÉNEK LEHETŐSÉGEI

Az agyi jelek adaptív feldolgozása MENTÁ LIS FÁ R A DT S ÁG MÉRÉSE

AZ ACETIL-L-KARNITIN NEUROPROTEKTÍV HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA ISCHEMIÁS MODELLEKEN. Kocsis Kitti Anita

CCSVI. Történelmi és tudományos háttér

I. MELLÉKLET ALKALMAZÁSI ELŐÍRÁS

Fényderítő hatású-e a megélt tapasztalat a kimenetelre?

Ha nem akarsz mellé-nyúl-ni, használj Nobivac Myxo-RHD-t! MSDay-MOM park, dr. Schweickhardt Eszter

Ismert molekula új lehetőségekkel Butirát a modern baromfitakarmányozásban

OTKA Zárójelentés. I. Ösztrogén receptor α génpolimorfizmusok vizsgálata ischaemiás stroke-ban

Opponensi vélemény. címmel benyújtott akadémiai doktori értekezéséről

Tájékoztatott vagy tájékozott beteg kérdése

Lehetséges dentális gócok előfordulásának vizsgálata orthopantomogram felvételeken

Mágneses kezelések otthon (is).

MAÉT, Szombathelyi Angiológiai Napok, június

Az agyi plaszticitás szerepe heveny agykárosodást követő rehabilitációs folyamat során

Átírás:

Újfajta neuroprotektív stratégiák krónikus agyi hipoperfúziós modellben patkányban Ph.D. értekezés tézisei Dr. Institoris Ádám Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Élettani Intézet Szeged 2008

Bevezetés A demencia a nyugati társadalmakat érintő, növekvő gyakoriságú népbetegség, ahol a betegek kognitív hanyatlása károsítja az életminőséget, és súlyos terhet ró a társadalomra és az egészségügyi elátórendszerre. Számos demenciával járó klinikai kórkép (pl. Alzheimer-kór [AD], vaszkuláris demencia, Binswanger betegség) kezdeti fázisában kimutatható az agyi perfúzió tartós csökkenése, ami feltehetőleg a betegség kialakulásához is hozzájárul. Az agyi hipoperfúzióval összefüggő kognitív zavarok számos kardiovaszkuláris krízisállapot során (pl. pitvarfibrilláció, miokardiális infarktus, nyitott szívműtét) is megfigyelhetőek. A demenciákban tapasztalt krónikus agyi hipoperfúzió és a neurodegeneratív folyamat okokozati összefüggése nem tisztázott, ezért a csökkent agyi vérátáramlás kísérletes vizsgálatára alkalmas módszereknek nagy jelentőségük van a kognitív tüneteket mérséklő vagy megelőző neuroprotektív stratégiák kifejlesztésében. A két artéria (a.) carotis communis tartós lekötése (2VO= two vessel occlusion ) patkányban a Willis kör kompenzációja révén az előagyi struktúrák enyhe, de tartós vérátáramlás csökkenését eredményezi. A parietotemporális kéregben és számos fehérállomány (WM)-i területen 60-70%-os, a hippokampuszban 40%-os vérátáramlás csökkenés tapasztalható közvetlenül 2VO-t követően, mely 8 hét-3 hónap elteltével közel az eredeti perfúziós értékre tér vissza. Ezzel együtt átmenetileg fellépő energiaellátási zavar és tartósan csökkent metabolikus aktivitás jelentkezik. A következményes szöveti károsodáshoz gyulladásos reakció és feltehetőleg az oxidatív stressz is hozzájárul. Szövettanilag, 2VO-t követően enyhe neuronpusztulás, dendritkárosodás, valamint a gyulladásos reakcióra utaló asztrocita proliferáció és mikroglia aktiváció figyelhető meg a hippokampuszban, a kéregben és több WM-i területen. A krónikus agyi hipoperfúzió következményeként számos tanulási teszttel is igazolható progresszív térbeli tanulásromlás figyelhető meg mind a hipoperfúzió korai (~2 hét), mind késői fázisában (>3 hónap). A 2VO-t követő neuronkárosodás és gyulladásos reakció mérséklése hatékony lehet a kognitív tünetek megelőzése céljából. Az idegsejtek iszkémiás károsodásában a mitokondriumok diszfunkciójának központi szerepe van. Az iszkémiás prekondícionálás során rövid szubletális iszkémiás inzultusok kivédik egy későbbi, egyébként letális iszkémiás epizód hatását. A folyamatért a mitokondriumok belső membránjában található mitokondriális ATP-szenzitív K + (mitok ATP ) csatornák kinyílását tartják felelősnek, ami a légzési lánc védelmét okozza és számos adaptív mechanizmust indít el. A mitok ATP csatornanyitó diazoxid (DIAZ) előkezelésként alkalmazva 2

számos in vitro iszkémiás kísérletben és in vivo iszkémia/reperfúziós modellben is neuroprotektívnek bizonyult. A vegyület tartósan fennálló iszkémia során, illetve a klinikailag relevánsabb utókezelésként alkalmazva hatását korábban még nem vizsgálták. A ciklooxigenáz (COX) enzimek által termelt prosztanoidok fontos szerepet játszanak az agyi vérkeringés szabályozásában. A COX-1 izoforma konstitutív termelődése révén vesz részt az agyi értónus fenntartásában, a COX-2 enzim elsősorban iszkémia, illetve gyulladásos reakció során indukálódva toxikus prosztanoidok és szabadgyök termelés révén járul hozzá az iszkémiás neuronkárosodás kialakulásához. A szelektív COX-2 gátlók in vitro és több iszkémia/reperfúziós valamint stroke állatmodellben csökkentették az iszkémia indukálta neuronpusztulás mértékét és mérsékelték a gyulladásos reakciót. Célkitűzések Kísérleteink célja az volt, hogy megvizsgáljunk két, potenciálisan neuroprotektív gyógyszeres kezelés (a DIAZ és a szelektív/nem-szelektív COX gátlók) hatását 2VO-val létrehozott agyi hipoperfúzió különböző időpontjaiban (3 nap, 2 hét, 13 hét), patkányban. Először leírtuk és összehasonlítottuk a 2VO által létrehozott térbeli tanulási zavart, a neuronkárosodást, dendritpusztulást, asztrocita proliferációt és mikroglia aktivációt a hippokampusz és néhány WM-i régió területén az agyi hipoperfúzió korai és késői szakaszában. Másodszor, kiváncsiak voltunk a DIAZ esetleges jótékony hatására a 2VO modellben. Összevetettük a DIAZ előkezelés prekondícionáló hatását a DIAZ utókezelés hatásaival. Továbbá, megvizsgáltuk a DIAZ utókezelés és az oldószerként adott antitrombotikus hatású és szabadgyökfogó dimetil-szulfoxid (DMSO) additív hatásait a 2VO modell késői fázisában (13 hét). Harmadszor, teszteltük egy szelektív és egy nem-szelektív COX gátló (NS-398 és indometacin) hatását a térbeli tanulás és a szövettani elváltozások tekintetében 3 nappal és 2 héttel a 2VO után. 3

Anyagok és Módszerek Műtéti eljárás és kísérleti csoportok Kísérleteinkhez 242 hím Wistar patkányt használtunk. A kísérleteket a Szegedi Tudományegyetem Állatetikai Bizottságának engedélyével végeztük. Az állatok egyik részén intraperitoneális (i.p.) 5% klorál-hidrátos altatást követően 2VO-t végeztünk, másik része áloperált kontrollként szolgált (SHAM). Az állatokat a műtét, a kezelések és a túlélési idő alapján osztottuk csoportokba. Az első kísérletben a műtét után 13 hetes túlélés mellett vizsgáltuk az 5 napos posztoperatív i.p. DMSO (0,25 ml) és DMSO+DIAZ (5 mg/kg 0,25 mlben) kezelés hatásait 2VO és SHAM állatokon. Kontrollként kezeletlen állatok szolgáltak. A második kísérletben 2VO-t követő 2 hetes túlélési idő mellett alkalmaztunk 5 napos i.p. ismételt (5x0,5 mg/kg) vagy egyszeri bólus DIAZ előkezelést és ismételt (5x0,5 mg/kg) utókezelést 0,1N-os NaOH (0,25 ml) oldószerben oldva. A harmadik kísérlet során 3 nap és 2 hét posztoperatív túlélés mellett végeztünk indometacin (3 mg/kg, i.p.), NS-398 (15 mg/kg, i.p.) vagy oldószeres (0,5 ml 5% NaHCO 3 ) utókezeléseket 2VO és SHAM patkányokon. Az első injekciót közvetlenül a műtét után adtuk. Kísérlet 1 2 3 Műtét (SHAM, 2VO) SHAM 2VO SHAM 2VO SHAM 2VO Kezelés C (kezeletlen) Túlélési idő Morris watermaze Krezilibolya COX-2 immuno Szövettan MAP-2 immuno GFAP immuno OX-42 immuno + + + + DMSO 13 hét + + + + DMSO+DIAZ + + + + C (NaOH) + + + + DIAZ utó + + + + DIAZ elő 2 hét + + + + DIAZ elő bólus + + + + C (NaHCO 3) + + + + + 3 nap indometacin + + + + + 2 hét NS-398 + + + + + A csoportok és a vizsgált paraméterek összefoglalója a 3 kísérletben. Rövidítések: 2VO: kétoldali artéria carotis communis okklúzió; C: kontroll; COX: ciklooxigenáz; DMSO: dimetil-szulfoxid; DIAZ: diazoxid; GFAP: gliális fibrilláris acidikus protein; immuno: immuncitokémia; MAP-2: mikrotubulus asszociált fehérje-2; elő: előkezelés; utó: utókezelés; SHAM: áloperált kontroll. Térbeli tanulási teszt A kísérleti protokolloknak megfelelően az állatokat 1 héttel illetve 11 héttel a műtétet követően a Morris vízi útvesztőben (watermaze) [MM] teszteltük 5 napon keresztül, naponta kétszer. A MM lényege, hogy az állatoknak 2 perc alatt kell megtalálniuk a kör alakú, 160 cm 4

átmérőjű, vízzel töltött medencében, egy 2 cm-el a vízfelszín alá rejtett platót. A tájékozódást standard kép és hangforrás segítette. Azokat az állatokat, amelyek nem találták meg 2 perc alatt a platót, odavezettük. A patkányok minden próba végén 15 mp-et töltöttek a platón. Az úszás során megtett távolságot és az úszási időt regisztráltuk egy számítógépes képalkotó analizáló rendszerrel. Szövettani vizsgálatok 3 nap, 2 hét vagy 13 héttel az operációt követően az állatokat 5%-os klorál-hidráttal i.p. túlaltattuk, 4%-os paraformaldehiddel perfundáltuk és az agyakat eltávolítottuk. Értékeltük a 13 hetet túlélt állatok hippokampusz és kéreg lézióinak gyakoriságát, majd minden agyból fagyasztó mikrotommal 20 µm vastag frontális metszeteket készítettünk. A 3 nap és 2 hét túlélésű csoportból származó metszetek egy részén krezil-ibolya festést végeztünk. E mellett a kísérleti protokollnak megfelelően (lásd táblázat) immunhisztokémiai módszerrel jelöltük a COX-2 pozitív neuronokat, mikrotubulus asszociált fehérje-2 (MAP-2) jelöléssel a denritpusztulást, gliális fibrilláris acidikus protein (GFAP) jelöléssel az asztrocita proliferációt és OX-42 jelöléssel a mikroglia aktivációt. Mennyiségi morfometria A krezil-ibolyával festett metszetekről 40x-es nagyítás mellett fényképet készítettünk a hippokampusz CA1 és CA3 piramissejt rétegéről és a gyrus dentatus (DG) szemcsesejt rétegéről. A második kísérletben piramissejt számolást végeztünk a hippokampusz CA1-es régiójában egy optikai rács segítségével. A harmadik kísérletben a három sejtréteg károsodásának gyakoriságát szemikvantitatív módszerrel értékeltük. Az első kísérletben meghatároztuk a COX-2 pozitív sejtdenzitást a CA3 piramissejt- és a DG szemcsesejt rétegeiben. A MAP-2 jelölt metszeteken a CA3 stratum (str.) lucidumban a jelölt terület százalékos lefedettségét határoztuk meg a teljes területre nézve. A GFAP-pozitív és az OX- 42-pozitív metszeteken ugyancsak a százalékos lefedettséget mértük a hippocampus régióiban, a corpus callosum és a capsula interna területén. A tractus opticus területén relatív optikai denzitást mértünk. Statisztikai analízis A MM eredményeinek statisztikai értékeléséhez kétszempontos ismételt méréses varianciaanalízist (ANOVA), majd a least significant difference (LSD) post hoc tesztet végeztük. A MM-ben elvétett úszási próbák százalékos arányát az összes próba arányában, 5

valamint a hippokampális sejtréteg károsodást mutató állatok gyakoriságát chi négyzet próbával hasonlítottuk össze a kísérleti csoportok között. A MAP-2, GFAP és OX-42 immunhisztokémia eredményeit kétutas vagy háromutas ANOVA-val értékeltük a műtét, túlélési idő és kezelések alapján, majd LSD post hoc tesztet végeztünk. Eredmények Térbeli tanulási teszt A MM térbeli tanulási tesztben a SHAM állatok úszási távolsága az egymást követő próbák során csökkent, mind 2 héttel, mind 13 héttel az operációt követően, míg a 2VO állatok szignifikánsan rosszabbul teljesítettek mindkét időpontban. Hasonló eredményt tapasztaltunk az elvétett próbák arányában is. A DMSO kezelés önmagában is, de különösen a DIAZ utókezeléssel együtt, kivédte a tanulási zavart 13 héttel a 2VO után. Mind az ismételt, mind a bólus DIAZ előkezelés csökkentette a hipoperfúzió okozta térbeli tanulásromlást 2 héttel a műtétet követően, míg az utókezelés hatástalan volt NaOH oldószer alkalmazása mellett. A COX-2 gátló NS-398 megelőzte a 2VO állatok tanulási zavarát, de az indometacin kezelés statisztikailag hatástalan volt. Neuronkárosodás, dendritpusztulás és makroszkópos agyi lézió A hippokampusz CA1 régiójának piramissejt rétegében a lekötést követő 2 hétben progresszív sejtréteg károsodást és enyhe mértékű (7%-os) sejtpusztulást tapasztaltunk. A CA3 és a DG sejtrétegeiben a károsodás 2VO után 3 nappal gyakoribb volt, mint 2 hét elteltével (37,5% vs 20%). 13 héttel a 2VO-t követően az állatok kétharmada mutatott makroszkópos hippokampusz léziót, szövettanilag pedig szignifikánsan alacsonyabb COX-2 pozitív szemcsesejt denzitást találtunk a DG területén. A MAP-2 jelölés a hippokampusz CA3 str. lucidumában a 2VO hatására progresszív dendritpusztulást mutatott. A DIAZ előkezelés kivédte a CA1 piramissejt pusztulást a 2VO után 2 héttel. A DIAZ+DMSO kezelés csökkentette a makroszkópos hippokampusz léziók gyakoriságát a 2VO-t követően 13 héttel. Mindemellett a DMSO kezelés önmagában is mérsékelte a COX-2 pozitív szemcsesejt pusztulást a DG területén. A NaOH-ban oldott DIAZ utókezelésként hatástalan volt. Az indometacin kezelés növelte a CA1 és CA3-ban a nekrotikus sérülés gyakoriságát 3 nappal (50-60%) a 2VO után, 2 hét (0%) elteltével azonbam már nem tudtunk léziót detektálni. Az NS-398 a DG-ben fokozta a lézió gyakoriságot (100%), de a CA3-ban csökkenést okozott a 6

kontroll 2VO állatokhoz képest (0% vs 20%). Egyik COX gátló kezelés sem befolyásolta a MAP-2 pozitív dendritsérülés mértékét. Asztrocita proliferáció A GFAP pozitív asztrociták proliferációját a hippokampusz területén minden túlélési időpontban kiértékeltük, a corpus callosum, a capsula interna és a tractus opticus területén csak 13 héttel a 2VO után vizsgáltuk. 2VO-t követően 3 nappal és 2 héttel a hippokampuszban még nem jelentkezett változás, de 11 héttel később már csökkent GFAPjelölődést tapasztaltunk. Az asztrocita proliferáció a corpus callosum és a capsula interna területén nem változott, a tractus opticusban növekedés jelentkezett. A DIAZ utókezelésként adva fokozta a hippokampusz CA1 régiójának GFAP jelölődését 2 héttel a 2VO után, míg 13 hétnél a DMSO-val együtt csökkentette a GFAP szignált, de csak a corpus callosum területén. Az indometacin kezelés nem befolyásolta, ugyanakkor az NS-398 fokozta az asztrocita proliferációt 2VO után 3 nappal a hippokampusz CA1 területén. Mikroglia aktiváció Az OX-42 pozitív mikrogliák aktivációját ugyanúgy vizsgáltuk, mint az asztrocita proliferációt. A hippokampusz területén a hipoperfúzió első 2 hetében nem tapasztaltunk OX- 42 jelfokozódást. Tizenegy héttel később a 2VO állatok mikroglia aktivációja már szignifikánsan magasabb volt a CA1 régióban, mint a SHAM állatok esetén. Mindemellett a mikroglia aktiváció a corpus callosum és a tractus opticus területén is jelentősen emelkedett. A DIAZ előkezelés nem változtatta meg a mikroglia aktiváció mértékét, míg az utókezelés megduplázta az OX-42 jelölődést a hippokampusz CA1 régióban. Ugyanakkor 2VO után 13 héttel a DMSO-ban adott DIAZ utókezelés csökkentette a mikroglia aktivációt a hippokampusz és a corpus callosum területén. A DMSO kezelés önmagában a tractus opticusban mérsékelte az OX-42 festődés mértékét. A mikroglia aktiváció mértékét a COX gátló kezelések nem befolyásolták. Összefoglalás és megbeszélés A 2VO-val létrehozott krónikus agyi hipoperfúzió hatásai a vizsgált paraméterekre Változások az agyi hipoperfúzió késői fázisában Az első kísérlet során az agyi hipoperfúzió hatására jelentkező kognitív és hisztopatológiai eltérések az AD-ben tapasztalt károsodásokkal koherensek, ami arra utal, 7

hogy a károsodott agyi perfúzió iniciálhat progresszív gyulladást és neurodegeneratív folyamatot. Tizenegy héttel a 2VO-t követően szignifikáns tanulásromlást tapasztaltunk a MM tanulási tesztben. A hipoperfúziót követő 2 hétben csak mérsékelt neuronvesztést és dendritpusztulást tapasztaltunk a hippokampuszban, amíg 13 héttel 2VO után már makroszkópos léziók is gyakran előfordultak, ami a folyamat progresszív jellegére utal. E mellett a COX-2 pozitív neuronszám csökkenés a DG-ben a memóriakárosodással függhet össze. A 2VO modell késői fázisában az asztrocita proliferáció régióspecifikusan csak a tractus opticus és a corpus callosum területén emelkedett, ami hasonló az AD-ben leírt változásokhoz. Ez arra utal, hogy az asztrocita proliferáció mértéke valószínüleg a hipoperfúzó súlyosságával függ össze. A fokozott mikroglia aktiváció a hippokampusz és a WM területén a fennálló gyulladásos reakciót jelzi. Változások az agyi hipoperfúzió korai fázisában A krónikus agyi hipoperfúzió korai időszaka és az akut szisztémás keringési zavarok során tapasztalt memóriazavarok párhuzamba állíthatók egymással, utóbbiak hátterében az iszkémiás neurohisztológiai eltérések nem ismertek. A második és harmadik kísérletsorozatokban a 2 hetes enyhe agyi iszkémia reprodukálható térbeli tanulási zavart okozott. Szövettani vizsgálatainkkal a hippokampusz neuronrétegeinek enyhe és szelektív károsodását, valamint súlyosbodó dendritpusztulást mutattunk ki glia aktiváció nélkül. A DIAZ kezelés hatásai A DIAZ utókezelés anorganikus oldószer alkalmazásával a tanulásra és a neuronpusztulásra nézve nem mutatott jótékony hatást a hipoperfúzió első 2 hetében, ugyanakkor fokozta az iszkémiának kitett gliasejtek aktivációját a hippokampusz területén. A DIAZ hatását az asztrocitákra és a mikrogliára eddig nem tisztázták és az általunk tapasztalt aktiváció funkcionális jelentőségét nem sikerült igazolni. Ezzel szemben a DMSO-ban oldott, DIAZ-al kezelt állatok 13 hét elteltével is megőrizték a tanulási képességüket. A kezelés kivédte a makroszkópos léziók kialakulását és mérsékelte a mikroglia aktiváció mértékét a hippokampuszban és a corpus callosum területén, ami a DMSO DIAZ-ot potenciáló hatására utal. A DMSO kezelés önmagában is mutatott neuroprotektív hatást. Mérsékelte a léziók gyakoriságát, kivédte a DG COX-2 pozitív szemcsesejtjeinek pusztulását, illetve a mikroglia aktivációt a tractus opticus területén. A neuroprotekció hátterében a DMSO jól ismert szabadgyök fogó és antitrombotikus hatásai állhatnak. 8

A DIAZ előkezelés szemben az utókezeléssel önmagában is neuroprotektívnek bizonyult a 2VO modellben. Mind az ismételt, mind a bólus előkezelés kivédte a tanulásromlást és a neuronpusztulást a hippokampuszban. A memóriára gyakorolt jótékony hatását valószínűleg ismert idegsejt-prekondícionáló hatása révén hozta létre, amely megelőzte az iszkémiás neuronpusztulás kialakulását. A COX gátlók hatásai A harmadik kísérletsorozatban az NS-398 kezelés kivédte a tanulási zavart. Ugyanakkor mind az indometacin, mind az NS-398 káros hatást gyakorolt a hippokampusz sejtrétegeire a SHAM és különösen a 2VO állatokban. A szerek nem befolyásolták a szinaptikus denzitást, az asztrocita proliferációt és a mikroglia aktivációt a hippokampusz területén. Eredményeink indirekt módon utalnak arra, hogy a hippokampusz sejtrétegeinek intakt állapota nem szükséges feltétele a térbeli tanulás folyamatának. Tehát a szelektív COX- 2 gátlás vagy a túlélő hippokampusz neuronok funkcióját őrizte meg, vagy a térbeli tanulásért felelős egyéb agyi struktúrákon fejtett ki védő funkciót a gyulladásos reakció mérséklése és a fiziológiás COX-1 aktivitás megőrzése révén. A COX gátlás idegsejtekre gyakorolt káros hatása arra utal, hogy a COX-2 enzim által termelt egyes prosztanoidok fontosak lehetnek az iszkémiás károsodással szembeni védelemben. Kísérleteinkből az alábbi következtetéseket vonhatjuk le. A mitok ATP csatornanyitó DIAZ előkezelésként alkalmazva kivédi az agyi hipoperfúzióval összefüggő memóriazavart, ezért alkalmas lehet az előre prognosztizálható agyi keringési zavarok kognitív tüneteinek megelőzésére. A COX-2 enzim által mediált gyulladásos reakció gátlása hatékonyan csökkenti az agyi hipoperfúzió okozta térbeli tanulásromlást, ugyanakkor a COX-2 gátlók adása káros következményekkel is járhat az iszkémiás idegsejtek túlélése szempontjából. Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozom témavezetőmnek, Prof. Bari Ferencnek a laboratóriumában TDK hallgatóként és PhD hallgatóként eltöltött évek során nyújtott rengeteg türeleméért, támogatásáért és bíztatásáért, valamint hogy lehetővé tette számomra a tudományos kutatómunka végzését. Külön köszönet illeti Dr. Farkas Esztert, aki mentorként és barátként segített hallgató koromtól kezdve, megtanította a kísérleti módszereket, segítette tudományos gondolkodásom fejlődését és sokat segített a kéziratok elkészítésében is. Köszönöm továbbá neki a tézis elkészítéséhez nyújtott sok segítséget. Köszönöm Prof. Paul G. M. Luitennek, 9

hogy kétszer egy hónapot tölthettem Hollandiában a Groningeni Egyetem Molekuláris Neurobiológiai Intézetében az immunhisztokémiai munkák egy részének elvégzése céljából. Szeretném megköszönni az Élettani Intézet dolgozóinak, különösen a cerebrovaszkuláris laboratórium tagjainak a vidám pillanatokat és a hétköznapi problémákban nyújtott segítséget. Köszönöm továbbá az Anatómiai Intézet dolgozóinak, hogy a munkám egy részét ott végezhettem, és a szövettani munkákban nyújtott segítséget. Köszönet illeti Prof. Toldi Józsefet, hogy lehetővé tette számunkra a tanulási tesztek elvégzését. Végül, köszönetet szeretnék mondani családomnak és barátaimnak, akik mindig támogattak engem. A disszertáció alapjául szolgáló kéziratok 1. Farkas, E., Institóris, Á., Domoki, F., Mihály, A., Luiten, P.G.M. and Bari, F. (2004) Diazoxide and dimethyl sulphoxide prevent cerebral hypoperfusion-related learning dysfunction and brain damage after carotid artery occlusion. Brain Res., 1008(2), 250-258. 2. Farkas, E., Annaházi, A., Institóris, Á., Mihály, A., Luiten, P.G.M., Bari, F. (2005) Diazoxide and dimethyl sulphoxide alleviate experimental cerebral hypoperfusion-induced white matter injury in the rat brain. Neurosci. Lett., 373(3), 195-199. 3. Farkas, E., Domoki, F., Institóris, Á., Annaházi, A., Busija, D.W., Bari, F. (2006) Neuroprotection by diazoxide in animal models for cerebrovascular disorders. Vasc. Dis. Prev. 3, 253-263. 4. Farkas, E., Institóris, Á., Domoki, F., Mihály, A., Bari, F.(2006) The effect of pre- and post-treatment with diazoxide on the early phase of chronic cerebral hypoperfusion in the rat. Brain Res., 1087, 168-174. 5. Institoris, A., Farkas, E., Berczi, S., Sule, Z., Bari, F. (2007) Effects of cyclooxygenase (COX) inhibition on memory impairment and hippocampal damage in the early period of cerebral hypoperfusion in rats. Eur. J. Pharmacol., 574(1):29-38. 6. Institoris, Á., Domoki, F., Busija, D.W., Bari, F., (2008) The role of cyclooxygenase (COX)-2 in ischemic brain injury. Recent Advances and New Strategies in Stroke Research (Signpost, 2008 ed. F. Erdo) (nyomtatásban). 10