Geri Dön

Alzheimer hastalığının in vitro modelinde 1-8 Hz son derece düşük frekanslı elektromanyetik alanların tedavi edici etkileri

Treatment effects of 1-8 Hz extremely low frequency electromagnetic fields in in vitro model of Alzheimer's disease

PDF İndir

  1. Tez No: 1014149
  2. Yazar: SALİH VAROL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FAZİLE CANTÜRK TAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyofizik, Biophysics
  6. Anahtar Kelimeler: Biyofizik, Biyofizik modeller, Nörodejeneratif hastalıklar, Nöroinflamasyon, Biophysics, Biophysical models, Neurodegenerative diseases, Neuroinflamation
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyofizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Alzheimer hastalığı (AH), merkezi sinir sisteminin ilerleyici, geri döndürülemez ve ölümcül nörodejeneratif bir hastalıktır. Dünya genelinde 55 milyon kişinin demans hastası olduğu ve bu sayının 2050 yılına kadar ikiye katlanacağı tahmin edilmektedir. AH'nin patolojisi karmaşık ve çeşitlidir. Nöronal kayıp, sinaptik bozukluklar, hücre dışı amiloid-beta (Aβ) birikimi, hücre içi nörofibriler yumaklar ve anormal şekilde fosforile tau (p-Tau) proteini AH'de yaygındır. AH'nin patolojik değişikliklerinin nedenleri henüz açıklanamamakta ve patogenezi hala belirsizliğini korumaktadır. Son derece düşük frekanslı alanlar (ELF-EMF), 0 - 300 Hz aralığında, çeşitli biyolojik etkilere neden olabilen, iyonlaştırıcı olmayan, düşük enerjili elektromanyetik alanlardır. Çalışmalar, insanların kalp, solunum ve beyin fonksiyonuna bağlı olarak 2 Hz, 3 Hz, 4,2 Hz, 16,8 Hz ve 21,3 Hz frekanslarında mevcut harmonik bileşenlerle birlikte 0,5 - 30 Hz frekans aralığında elektromanyetik enerji yaydığını göstermiştir. Çalışmanın amacı, in vitro AH modelinde ELF-EMF'nin tau, nöroinflamasyon, oksidatif stres ve terapötik etkisinin aydınlatılmasıdır. Çalışma SH-SY5Y hücre hattında altı grupta yapıldı: Kontrol, All-trans retinoik asit (ATRA), ATRA+Aβ1-42, ATRA+Aβ1-42+Memantin (MEM), ATRA+ELF-EMF ve ATRA+Aβ1-42+ELF-EMF. Protein düzeyleri Western blot ve ELISA yöntemi ile belirlendi. Ab1-42 toksisitesine maruz kalan gruplarda morfolojinin bozulduğu ve p- Tau ekspresyonunu kontrol grubuna kıyasla anlamlı düzeyde artırdığı görüldü. MEM ve ELF-EMF tedavi gruplarında morfolojinin korunduğu, nörit benzeri yapıların varlığı ve p-Tau düzeylerinde anlamlı bir azalma (P < 0,05) görüldü. Katalaz (CAT) aktivitesi, MEM grubunda, ELF-EMF grubundan anlamlı düzeyde yüksekti (P < 0,05). MEM ve ELF-EMF gruplarındaki Glutatyon (GSH) ve Süperoksit Dismutaz (SOD) aktiviteleri kontrole benzerlik gösterdi (P > 0,05). Tümör nekroz faktörü-alfa (TNF-a) ve İnterlökin-6 (IL-6) seviyesi, Ab1-42 grubunda anlamlı yüksek, MEM ve ELF-EMF gruplarında anlamlı düşük bulundu (P < 0,05). ELF-EMF grubunda CAT, GSH ve SOD aktivitelerinin ve TNF-a düzeylerinin düşük kalması MEM tedavisine göre ELF-EMF'nin oksidatif hasarı ve inflamasyonu azaltamadığını düşündürse de artan SOD aktivitesi oksidatif stresi hafifletebilir ve böylece AH'de bilişsel fonksiyonun korunmasına katkıda bulunabilir. ELF-EMF, IL-6 artışını etkin bir v şekilde baskılayarak anti-inflamatuvar bir potansiyel sergilediği gösterildi. Bulgular; ELF-EMF'nin SH-SY5Y hücrelerinde Aβ1-42 kaynaklı nörotoksisiteye karşı güçlü bir nöroproteksiyon ve potansiyel modülatör olabileceğine işaret etmektedir. Bu koruyucu etki, üç mekanizma aracılığıyla gerçekleşir: endojen antioksidan savunmaların restorasyonu, hücre içi tau birikiminin azaltılması ve nöroinflamasyonu güçlü bir şekilde baskılanması. Çalışma, nörodejeneratif bozuklukları hedefleyen tıbbi cihazların geliştirilmesinde hem teorik hem de pratik bir temel sağlamakta ve ELF-EMF'nin fonksiyonel bir cihaz bileşeni olarak translasyonel potansiyelini vurgulamaktadır. Çalışma, TÜBİTAK BİDEB 2211-A Genel Yurtiçi Doktora Burs Programı ile desteklenmiştir.

Özet (Çeviri)

Alzheimer's disease (AD) is a progressive, irreversible, and fatal neurodegenerative disease of the central nervous system. It is estimated that 55 million people worldwide suffer from dementia, and this number is projected to double by 2050. The pathology of AD is complex and diverse. Neuronal loss, synaptic dysfunction, extracellular amyloid-beta (Aβ) deposition, intracellular neurofibrillary tangles, and abnormally phosphorylated tau (p-Tau) protein are common in AD. The causes of the pathological changes in AD are not yet fully understood, and its pathogenesis remains unclear. Extremely low frequency fields (ELF-EMF) are non-ionizing, low-energy electromagnetic fields in the 0 - 300 Hz range that can cause various biological effects. Studies have shown that humans emit electromagnetic energy in the frequency range of 0.5 - 30 Hz, along with harmonic components present at frequencies of 2 Hz, 3 Hz, 4.2 Hz, 16.8 Hz, and 21.3 Hz, depending on heart, respiratory, and brain function. The aim of this study is to elucidate the tau, neuroinflammation, oxidative stress, and therapeutic effects of ELF-EMF in an in vitro Alzheimer's disease (AD) model. The study was conducted in six groups on the SH-SY5Y cell line: Control, All-trans retinoic acid (ATRA), ATRA+Aβ1-42, ATRA+Aβ1-42+Memantine (MEM), ATRA+ELF-EMF, and ATRA+Aβ1-42+ELF-EMF. Protein levels were determined by Western blot and ELISA. In groups exposed to Aβ1-42 toxicity, morphological abnormalities were observed, and p-Tau expression was significantly increased compared to the control group. In the MEM and ELF-EMF treatment groups, morphology was preserved, neurite-like structures were present, and a significant decrease in p-Tau levels was observed (P < 0.05). Catalase (CAT) activity was significantly higher in the MEM group than in the ELF-EMF group (P < 0.05). Glutathione (GSH) and Superoxide Dismutase (SOD) activities in the MEM and ELF-EMF groups were similar to the control group (P > 0.05). Tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and Interleukin-6 (IL-6) levels were significantly higher in the Aβ1-42 group and significantly lower in the MEM and ELF-EMF groups (P < 0.05). Although the lower CAT, GSH, and SOD activities and TNF-α levels in the ELF- EMF group suggest that ELF-EMF does not reduce oxidative damage and vii inflammation compared to MEM treatment, increased SOD activity may alleviate oxidative stress and thus contribute to the preservation of cognitive function in AD. ELF-EMF was shown to exhibit anti-inflammatory potential by effectively suppressing IL-6 increase. These findings indicate that ELF-EMF may be a potent neuroprotector and potential modulator against Aβ1-42-induced neurotoxicity in SH- SY5Y cells. This protective effect occurs through three mechanisms: restoration of endogenous antioxidant defenses, reduction of intracellular tau accumulation and strong suppression of neuroinflammation. The study provides both a theoretical and practical basis for the development of medical devices targeting neurodegenerative disorders and highlights the translational potential of ELF-EMF as a functional device component. The study was supported by the TÜBİTAK BİDEB 2211-A General Domestic Doctoral Scholarship Program.

Geri Dön