İnsan kornea endotel hücreleri üzerine farklı RHO kinaz inhibitörlerinin etkinliğinin araştırılması

Abstract

İnsan kornea endotel hücreleri (İKEH) hücre döngüsünün G1/S fazında duraklamıştır ve in vivo proliferasyon kapasiteleri kısıtlıdır. İKEH’lerin kompanse edemediği bir hücresel azalma durumunda kalıcı endotel yetmezliğine bağlı kornea ödemi gelişir. Günümüzde kalıcı kornea endotel yetmezliğinin tedavisi penetran veya lamellar kornea naklidir. Her ne kadar yeni tekniklerle bu cerrahilerin komplikasyonları azalmış olsa da dünya genelinde donör yetersizliği büyük bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu sorunların aşılması için hücre temelli yaklaşımların araştırılması hız kazanmaya başlamıştır. Bu alanda ROCK inhibitörlerinin İKEH üzerine etkilerini inceleyen çalışmalar önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada farklı Rho kinaz (ROCK) inhibitörlerinin (Y-27632 ve RKI-11447) İKEH proliferasyon ve yara iyileşmesi üzerine etkilerinin değerlendirilmesi ve karşılaştırılması amaçlandı. Çalışmamızda insan kornea endotel hücre hattı (Celprogen- 36081-13) kullanılarak kontrol, Y-27632 ve RKI-1447 deney grupları oluşturuldu. Bu hücre gruplarında proliferasyon yetenekleri BrdU analiziyle, yara iyileşmesi ImageJ programı ile, ROCK aktivitesi ve ROCK-2 seviyeleri ELISA yöntemi ile değerlendirildi. BrdU analizi ile RKI-1447’nin etkin dozu 1 μM, Y-27632’nin etkin dozu 10 μM olduğu saptandıktan sonra her iki ROCK inhibitörünün hücre proliferasyonunu kontrol grubundan; RKI-1447’nin ise Y-27632 grubundan daha fazla uyardığı saptandı (p<0.05). Yara iyileşmesi deneyinde RKI-1447’nin endotel yara iyileşmesini kontrol ve Y-27632 grubundan daha fazla uyardığı saptandı (p<0.05). Y-27632’nin yara iyileşmesini ilk 24 saatte kontrol grubuna göre fazla (p<0.05) ancak 48. saatte ise benzer seviyede uyardığı saptandı (p>0.05). Tedavi ve kontrol gruplarında ROCK-2 seviyesi ve ROCK aktivitesi ELISA ile çalışıldı. Y-27632 ve RKI-1447 gruplarında ROCK-2 seviyesi ve aktivitesi kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı seviyede azalmış olsa da RKI-1447’nin ROCK aktivitesini Y-27632’ye göre daha fazla azalttığı (p<0.05), Y-27632’nin ROCK-2 seviyesini RKI-1447’ye göre daha fazla azalttığı saptandı (p<0.05). Bu bulgular sonucunda RKI-1447’nin İKEH proliferasyonu, yara iyileşmesi ve ROCK aktivitesinin baskılanması açısından Y-27632’den daha potent olduğu anlaşıldı. Halihazırda Y-27632, kalıcı kornea endotel yetmezliği tedavisinde potansiyel bir tedavi ajanı olarak görülmektedir.Bu bulgulara göre Y-27632’den daha potent ve daha spesifik bir ROCK inhibitörü olan RKI-1447 kalıcı endotel yetmezliği tedavisinde etkili olabileceğini görüşündeyiz.

Human corneal endothelial cells (HCEC) paused in the G1/S phase of the cell cycle and their in vivo proliferation capacity is limited. Currently, the treatment of permanent corneal endothelial insufficiency is penetrating or lamellar corneal transplantation. Although the complications of these surgeries have decreased with new techniques, donor shortage continues to be a major problem worldwide. The search for cell-based approaches to overcome these problems has begun to gain momentum. Studies examining the effects of ROCK inhibitors on HCEC have an important place in this area. In this study, it was aimed to evaluate and compare the effects of different Rho kinase (ROCK) inhibitors (Y-27632 and RKI-11447) on HCEC proliferation and wound healing. In our study, control group using human corneal endothelial cell line (Celprogen-36081-13), experimental groups including Y-27632 and RKI-1447, were formed. In these cell groups, proliferation abilities were evaluated by BrdU analysis, wound healing was evaluated by ImageJ program, ROCK activity and ROCK-2 levels were evaluated by ELISA method. After determining the effective dose of RKI-1447 was 1 μM and the effective dose of Y-27632 was 10 μM by BrdU analysis, it was found that both ROCK inhibitors stimulated cell proliferation more than the control group and RKI-1447 stimulated cell proliferation more than the Y-27632 group (p<0.05). In the wound healing experiment, it was determined that RKI-1447 stimulated endothelial wound healing more than the control and Y-27632 groups (p<0.05). Y-27632 was found to stimulate wound healing more than the control group in the first 24 hours (p<0.05). But Y-27632 and control group results were similar in first 48 hours (p>0.05). ROCK-2 level and ROCK activity were analyzed by ELISA in treatment and control groups. Although ROCK-2 level and activity were significantly decreased in Y-27632 and RKI-1447 groups compared to the control group; RKI-1447 decreased ROCK activity more than Y-27632 (p<0.05) and Y-27632 decreased ROCK-2 level more than RKI-1447 (p<0.05). As a result of these findings, RKI-1447 was found to be more potent than Y-27632 in terms of ICH proliferation, wound healing and suppression of ROCK activity. Currently, Y-27632 is considered a potentialtherapeutic agent in the treatment of permanent corneal endothelial insufficiency. Considering these findings, we believe that RKI-1447, which is a more potent and more specific ROCK inhibitor than Y-27632, may be effective in the treatment of permanent endothelial insufficiency.