Çocukluk döneminde lityum-pilokarpinle oluşturulan deneysel status epileptikus modelinde rekombinant insan eritropoietinin etkinliğinin araştırılması

Abstract

Amaç: Status epileptikus nörolojik bir acildir. Status epileptikus hipokampusda nekrotik ve apopitotik hücre ölümüne neden olur. Bu nöron kaybı epilepsi gelişimine ve bilişsel bozukluklara neden olabilir. Eritropoietinin santral sinir sistemindeki nöron koruyucu etkileri gösterilmiştir. Çocukluk dönemindeki sıçanlarda oluşturulan status epileptikus modelinde nöron koruyucu ajanlar üzerine yapılan çok az çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada, rekombinant insan eritropoietinin lityum-pilokarpinle oluşturulan status epileptikus modelinde hipokampus üzerine olan etkileri incelenmiştir. Gereç ve Yöntem: Çalışmaya annelerinin yanında tutulan postnatal 21. gündeki Wistar cinsi 21 erkek sıçan dahil edildi. Üç grup oluşturuldu: 1-Kontrol grubu 2-Lityum-pilokarpinle oluşturulan status epileptikus 3-Lityum-pilokarpinle oluşturulan status epileptikus ve eritropoietin ile tedavi edilen grup. Eritropoietinle tedavi edilen gruba pilokarpin enjeksiyonundan 40 dakika sonra 10 U/g intraperitoneal rekombinant insan eritropoietini uygulandı. Enjeksiyonlara 5 gün devam edildi. Sıçanlar 5. günde feda edildi ve beyin dokuları alındı. Sıçanların hipokampusundaki morfolojik değişiklikler nöron sayımıyla ve apopitoz açısından TUNEL ve kaspazla değerlendirildi. Ortalama nöron sayımları ve immunohistokimyasal skorların karşılaştırılmasında one-way ANOVA testi kullanıldı Bulgular: Histopatolojik değerlendirmede hipokampusun CA1, CA2, CA3 ve girus dentatus bölgelerinde nöron sayımlarının status epileptikus grubunda kontrol grubuna göre düşük olduğu görüldü (tüm karşılaştırmalar için p=0.001). Eritropoietinle tedavi edilen grupta, status epileptikusla karşılaştırıldığında hipokampusun CA1, CA2, CA3 ve girus dentatus bölgelerinde nöron sayıları anlamlı olarak artmıştı (tüm karşılaştırmalar için p=0.001). Hipokampusun CA1 ve girus dentatus bölgelerinde status epileptikus grubunda kontrol grubuna göre TUNEL pozitif hücreler artmıştı (tüm karşılaştırmalar için p=0.001). Eritropoietinle tedavi edilen grupta status epileptikus grubuyla karşılaştırıldığında hipokampusun CA1 ve girus dentatus bölgelerinde TUNEL pozitif hücrelerin sayısı anlamlı olarak azalmış bulundu (tüm karşılaştırmalar için p=0.001). Kaspaz-3 immun boyama metodu için gruplardan rastgele birer örnek seçildi. Kaspaz-3 pozitif hücre oranları kontrol grubunda CA1 bölgesinde % 0.5, girus dentatus bölgesinde %0.75, status epileptikus grubunda CA1 bölgesinde 2.25, girus dentatus bölgesinde %2.5 ve eritropoietinle tedavi edilen grupta CA1 bölgesinde 1.25, girus dentatus bölgesinde %1.75'di. Eritropoietinle tedavi edilen grupta status epileptikus grubuna göre kaspaz pozitif hücrelerin oranı artmasına rağmen istatiksel olarak değerlendirilemedi. Sonuç: Eritropoietinin lityum pilokarpinle sıçanlarda oluşturulan status epileptikus modelinde hipokampuste nöron sayılarını anlamlı derecede koruduğu ve apopitozu azalttığı saptandı. Bu deneysel çalışma eritropoietinin status epileptikusta nöron koruyucu olabileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Status epileptikus, sıçan, eritropoietin, nöron koruma Purpose: Status epilepticus is a neurological emergency. Status epilepticus triggers a mixture of apoptotic and necrotic cell death within the hippocampus. This neuronal loss may induce the development of epilepsy and result in cognitive impairments. Erythropoietin mediates a number of biological actions within the central nervous system and has been shown to be neuroprotective. There is a few studies on neuroprotective agents in status epilepticus rat models in childhood. In the present study, we were investigated the effects of recombinant human erythropoietin on hippocampus of rat after lithium-piocarpin induced status epilepticus. Materials and methods: Dam reared totally 21 Wistar male rats in postnatally 21. day were included in the study. Animals were classified into three groups: 1-Control group, 2-Lithium-pilocarpin induced status epilepticus, 3- Lithium-pilocarpin induced status epilepticus and erythropoietin treated group. Erythropoietin treated group received recombinant human erythropoietin 10U/g intraperitoneally 40 minutes after pilocarpine injection. Injections had continued for 5 days. Rats were sacrificed and brain tissues were collected at 5th day. Morphological changes in the hippocampi of rats were examined with respect to neuronal loss and neuronal apoptosis via TUNEL and caspase 3. One way ANOVA test was used for comparison of mean neuron numbers and immunuhistochemical scores. Results: Histopathological examination showed that, the number of neurons of CA1, CA2, CA3 and dentate gyrus regions in hippocampus were less in the status epilepticus group in comparison with the control group (p=0.001 for all comparisons). When compared with the status epilepticus group, the number of neurons of CA1, CA2, CA3 and dentate gyrus regions of hippocampus in the erythropoietin treated group statistically significantly increased (p=0.001 for all comparisons). The number of TUNEL positive cells in the CA1 and dentate gyrus regions of hippocampus of status epilepticus group were increased when compared with the control group (p=0.001 for all comparisons).We found that in the erythropoietin treated group the number of TUNEL positive cells in CA1 and dentate gyrus regions of hippocampus was significantly decreased when compared with status epilepticus group (p=0.001 for all comparisons). One sample was randomly chosen for each of the group for caspase-3 immune staining method. The ratios of caspase 3 in control group were 0.5% for CA1 and 0.75% for dentate gyrus, in status epilepticus group were 2.25% for CA1 and 2.% for dentate gyrus, in erythropoietin treated group 1.25% for CA1 and 1.75% for dentate gyrus. Although the number of caspase positive neurons of CA1 and dentate gyrus were less in the erythropoietin treated group when compared with the status epilepticus, it was not statistically evaluated. Conclusion: Erythropoietin significantly preserved the number of neurons and decreased apoptosis in the model of status epilepticus induced by lithium-pilocarpin. This experimental study indicates that erythropoietin administration can be neuroprotective in status epilepticus. Key words: Status epilepticus, rat, erythropoietin, neuroprotection