Sağlıklı ve osteoartrit'li kondrositlerde mitohormetik adaptasyonun inflamatuar strese karşı oluşan yanıt üzerine etkisi; in-vitro çalışma
The effect of mitohormetic adaptation on the response to inflammatory stress in healthy and osteoarthritic chondrocytes; in-vitro study
- Tez No: 922032
- Danışmanlar: PROF. DR. HASİBE VERDİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
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.
Özet (Çeviri)
Osteoarthritis (OA) is the most common musculoskeletal disease worldwide, causing chronic pain and limited mobility. Increasing evidence suggests that mitochondria are involved in the pathogenesis of OA. Impaired mitochondrial function and quality control mechanisms contribute to senescence and chondrocyte apoptosis in OA pathogenesis, leading to OA progression. Mitohormesis describes the preconditioning in which non-lethal mitochondrial stress triggers a hormetic response and increases the cell's resistance to oxidative stress. Recent studies have shown that activation of mitochondrial stress pathways and hormetic mechanisms prolong life span, increasing the interest in this field daily.“Metformin”, a widely used anti-hyperglycemic agent worldwide, is thought to exert its beneficial effects by inhibiting the complex-1 activity of the mitochondrial electron transport chain, thereby increasing oxidative stress and triggering adaptation mechanisms. The aim of this study was to investigate for the first time in the literature whether osteoarthritic and healthy chondrocytes acquire resistance to inflammation after mitohormetic preconditioning. Healthy and osteoarthritic chondrocytes obtained during surgery from patients with stage 3 OA, according to Kelgren-Lawrence Classification, who had undergone total knee replacement surgery, were cultured. Oxidative stress was induced by inhibiting complex 1 of the electron transport chain elements through metformin. After cell viability and toxic doses and durations of the applications were evaluated by MTT test, the expression of FGF21, SOD2, Nrf2, mitochondrial unfolded protein response elements ATF4, Lonp1, Trap1 and Hsp10, apoptosis markers Caspase3 and Parp1 were analyzed by Western Blot method. Changes in the amount of reactive oxygen products (ROS) were evaluated by ROS analysis. Metformin preconditioning decreases ROS levels by increasing mitochondria-specific SOD2 synthesis against oxidative stress in the inflammatory microenvironment induced by IL-1β in OA chondrocytes. The mitohormetic adaptation triggered by this process activates the mtROS-PERK-eIF2α-ATF4-FGF21 pathway through the“Integrated Stress Response”in coordination with the ER stress response to inflammatory stress. After metformin preconditioning, OA chondrocytes exhibit an adaptive behaviour towards survival by showing a stronger response to the new inflammatory stress. Thus, metformin preconditioning triggers a mitohormetic response in OA chondrocytes, making these cells more resistant to future inflammatory stresses and ensuring their survival.
Benzer Tezler
- Glukozamin (GA) bağlı hyaluronik asit (HA) nanopartiküllerin (GA-nHA) geliştirilerek yapısal özelliklerinin belirlenmesi ve ın vıtro hücre kültüründeki etkilerinin araştırılması
Development, characterization and research of efficacy on in vitro cell culture of glucosamine (GA) conjugated hyaluronic acid (HA) nanoparticles (GA-nHA)
ŞEBNEM ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA KORKUSUZ
- LncRNA part1 SNP (RS8176070) polimorfizminin Türkiye'deki diz osteoartritli hasta popülasyonunda DNA sekans analizi ile araştırılması
Investigation of LncRNA part1 SNP (RS8176070) polymorphism in Turkey knee osteoartritis patient population by DNA sequence analysis
İLKAY PİŞKİN
Doktora
Türkçe
2020
Histoloji ve EmbriyolojiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÇEVİK TUFAN
- Romatoid artrit'de aktivite kriteri olarak interleukin-6'nın değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
TAŞKIN ŞENTÜRK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1993
Allerji ve İmmünolojiAnkara Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNER TOKGÖZ
- Diz osteoartritli kadınlarda kas mimarisi, fonksiyonel seviye ve ayak basınç dağılımının sağlıklı kadınlar ile karşılaştırılması
Comparison of muscle architecture, functional level and foot pressure distribution in woman with knee osteoarthritis and healthy woman
NAZLI BÜŞRA CİĞERCİOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Fizyoterapi ve RehabilitasyonHacettepe ÜniversitesiKas İskelet Fizyoterapisi Ve Rehablitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDE GÜNEY DENİZ
- Ankilozan spondilit ve osteoartrit hastalarında statik ve fonksiyonel dengenin karşılaştırılması
Comparison of functional and static balance in patients with ankylosing spondylitis and osteoarthritis
NACİYE VARDAR YAĞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonHacettepe ÜniversitesiFizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE KARADUMAN