Spinal kord hasarında kök hücre ve ürünlerinin demir şelatörü ajanlar ile birlikte kullanımımın iyileşme üzerine etkilerinin incelenmesi

Amaç: Bu çalışmada silibininin omurilik yaralanması modelinde tedavi edici etkilerini araştırdık. Omurilik yaralanmalarında (OY), ikincil hasar mekanizmalarına bağlı hücre kaybı, birincil hasarın neden olduğu hücre kaybından daha fazladır. Demire bağlı apoptotik olmayan hücre ölümü olan ferroptozun, spinal kord yaralanması(SCI) patogenezinde etkili olduğu gösterilmiştir. Yöntem: Çalışmamızda, toplam 78 adet yetişkin erkek/dişi Sprague Dawley sıçanı kullanılarak in vivo deney olarak gerçekleştirildi. Gruplar şu şekildeydi: Sham, SCI, deferoksamin, silibinin. Tüm gruplarda 24 saat, 72 saat ve 6 haftalık takip süreleri olan alt gruplar mevcuttu. Malondialdehit (MDA), glutatyon (GSH), Fe2+ düzeyleri spektrofotometri ile ölçüldü. Glutatyonperoksidaz-4 (GPX4), ferroportin (FPN), transferrin reseptörü (TfR1), 4-hidroksinonenal (4-HNE) ile modifiye edilmiş protein seviyeleri Western blotlama ile değerlendirildi. Fonksiyonel iyileşme Basso-Beattie-Bresnahan testi ile değerlendirildi. Bulgular: Silibinin hem 72 saatlik hem de 6 haftalık grupta MDA ve 4-HNE düzeylerinde SCI ile karşılaştırıldığında anlamlı baskılanma elde etti (p < 0.05). GSH, GPX4 ve FNP düzeyleri silibinin 24 saat, 72 saat ve 6 hafta grubunda ilgili SCI gruplarına göre anlamlı derecede yüksek bulundu (p < 0,05). Silibinin uygulanan sıçanlarda 72 saatlik ve 6 haftalık grupta demir seviyelerinde anlamlı azalma gözlendi (p < 0,05). Silibinin, 24 saat ve 72 saat gruplarında TfR1 seviyelerini önemli ölçüde baskıladı (p < 0,05). Geri kazanım kapasiteleri arasındaki anlamlı fark şu şekilde gözlendi: Silibinin > DFO > SCI (p < 0,05). Sonuç: Silibininin ferroptozun özellikleri olan demir metabolizması ve lipid peroksidasyonu üzerindeki etkisi terapötik aktiviteye katkıda bulunmaktadır. Bu bağlamda bulgularımız silibininin omurilik yaralanma modelinde antiferroptotik özelliklere sahip potansiyel bir terapötik aday olduğunu ortaya koymaktadır. İkincil hasar mekanizmalarını etkili ve güvenli bir şekilde hafifletebilen terapötik ajanlar, gelecekteki klinik araştırmaların kritik noktaları olma potansiyeline sahiptir.

Objective: In this study, we investigated therapeutic effects of silibinin in a spinal cord injury model. In spinal cord injuries (SCI), loss of cells due to secondary damage mechanisms exceeds that caused by primary damage. Ferroptosis, which is iron-dependent non-apoptotic cell death, is shown to be influential in the pathogenesis of SCI. Methods: The study was conducted as an in-vivo experiment using a total of 78 adult male/female Sprague Dawley rats. Groups were as follows: Sham, SCI, deferoxamine treatment, silibinin treatment. There were subgroups with follow-up periods of 24h, 72h and 6 weeks in all groups. Malondialdehide (MDA), glutathione (GSH), Fe2+ levels were measured by spectrophotometry. Glutathioneperoxidase-4 (GPX4), ferroportin (FPN), transferrin receptor (TfR1), 4-hydroxynonenal (4-HNE)-modified protein levels were assessed by Western blotting. Functional recovery was assessed using Basso-Beattie-Bresnahan test. Results: Silibinin achieved significant suppression in MDA and 4-HNE levels compared to the SCI both in 72-hour and 6 weeks group (p < 0.05). GSH, GPX4 and FNP levels were found to be significantly higher in the silibinin 24h, 72h and 6w group compared to corresponding SCI groups (p < 0.05). Significant reduction in iron levels were observed in silibinin treated rats in 72h and 6w group (p < 0.05). Silibinin substantially suppressed TfR1 levels in 24h and 72h groups (p < 0.05). Significant difference among recovery capacities was observed as follows: Silibinin > DFO > SCI (p < 0.05). Conclusion: Impact of silibinin on iron metabolism and lipid peroxidation, both of which are features of ferroptosis, contributes to therapeutic activity. Within this context, our findings posit silibinin as a potential therapeutic candidate possessing antiferroptotic properties in spinal cord injury model. Therapeutic agents capable of effectively and safely mitigating secondary damage mechanisms hold the potential to be critical points of future clinical investigations.Key words: spinal cord injury, experimental spinal cord injury, ferroptosis, silibinin, deferoxomine.