Yenidoğan ratlarda hiperoksiyle indüklenmiş akciğer hasarında subkutan anne sütü eksozomunun etkileri

Abstract

Prematüre bebekleri etkileyen en önemli morbidite ve mortalite nedenlerinden birisi olan bronkopulmoner displazi (BPD) için, etkinliği kanıtlanmış kesin bir tedavi veya önleyici strateji henüz mevcut değildir. Biz bu çalışmada subkutan anne sütü eksozomunun, hiperoksik akciğer hasarı (HAH) yöntemiyle BPD modeli oluşturduğumuz yenidoğan ratların akciğerlerinde meydana getirdiği histopatolojik ve biyokimyasal etkilerini araştırmayı planladık. HAH oluşturulacak Sprague-Dawley rat yavruları postnatal birinci günden yedinci güne kadar, pleksiglastan imal edilen kapalı bir alanda hiperoksiye (oksijen konsantrasyonu %85) maruz bırakıldı. Oksijen konsantrasyonu günde iki defa kontrol edildi (anestezik gaz monitörü, Drager, 1996) ve nem oranı %60-80 arasında tutulmaya çalışıldı. Oluşan karbondioksitin soda-lime ile ortamdan uzaklaştırılması sağlandı. Rat yavruları her birinde sekiz adet olmak üzere altı gruba ayrıldı. Grup I (oda havası, kontrol grubu, n=8), Grup II (HAH modeli, n=8), Grup III (profilaksi plasebo grubu, HAH+1.-6. günler subkutan salin uygulandı, n=8), Grup IV (profilaksi tedavi grubu, HAH+1.-6. günler subkutan anne sütü eksozomu uygulandı, n=8), Grup V (plasebo tedavi grubu, HAH+7.-11. günler subkutan salin uygulandı, n=8), Grup VI (tedavi grubu, HAH+7.-11. günler anne sütü eksozomu uygulandı, n=8). Grup I, II, III ve grup IV postnatal 7. günde, grup V ve VI ise 11. günde ötenazi edildi. Ötenazi sonrası ratların sağ akciğer doku örneklerinde alveolar yüzey alanı skoru, fibrozis ve düz kas aktin skoru değerlendirmesi yapıldı. Sol akciğer doku örnekleri total antioksidan kapasite (TAS) ve total oksidan kapasite (TOS) düzeyleri için ticari ELISA kitleri ile ve kardiyak girişimle alınan kanda ticari ELISA kitleri ile TAS ve TOS düzeyleri antijen antikor reaksiyonuna dayalı sandviç immün ölçüm yöntemi ile Tıbbi Biyokimya Araştırma Laboratuvarında analize edildi. HAH modelinde hem akciğer alveolar yüzey alanı skoru hem de düz kas aktin skoru kontrol grubuna göre belirgin yüksek saptanmış (p<0,05), ancak fibrozis bakımından farklılık gösterilememiştir (p>0,05). TOS düzeyleri hem akciğer dokusu XII hem de kanda HAH grubunda kontrol grubuna göre yine yüksek ancak istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Anne sütü eksozomunun profilaktik uygulanması hem akciğer alveolar yüzey alanı skorunu hem de düz kas aktin skorunu Grup II, III, V ve VI’ya göre belirgin olarak düşürmüş (p<0,05) ve kontrol grubuyla aralarında istatistiksel bir farklılık saptanmamıştır. Ayrıca profilaktik anne sütü eksozom uygulamasının akciğer dokusu TOS düzeylerini de hem HAH grubu hem de plasebo grubuna göre belirgin düşürdüğü görülmüştür (p<0,05). Sonuç olarak, hiperoksik akciğer hasarı ile BPD modeli oluşturulan bu deneysel çalışmada profilaktik anne sütü eksozomu uygulamasının hem histopatolojik hem de biyokimyasal olarak akciğer hasarını önleyici etkisinin olduğu gösterilmiştir. Son yıllarda özellikle erken tanı ve önleyici stratejiler üzerinde durulmaktadır, bu yönüyle önleyici bir tedavi yöntemi olarak anne sütü eksozumunun BPD gelişme ihtimali yüksek olan bebeklere profilaktik olarak uygulanması bakımından çalışmamızın önemli olduğunu, ancak bu alanda daha kapsamlı ve ileri çalışmalara ihtiyaç duyulduğunu düşünüyoruz.

Bronchopulmonary dysplasia (BPD), which is one of the most important causes of morbidity and mortality affecting premature infants, has no proven treatment or preventive strategy. In this study, we planned to investigate the histopathologic and biochemical effects of subcutaneous breast milk exosome in the lungs of neonatal rats in which BPD was induced by hyperoxic lung injury (HLI). Sprague-Dawley rat pups in which HLI was induced were exposed to hyperoxia (oxygen concentration 85%) in a closed space made of plexiglass from postnatal day one to postnatal day seven. Oxygen concentration was checked twice a day (anesthetic gas monitor, Drager, 1996) and humidity was kept between 60-80%. Carbon dioxide was removed from the environment with soda-lime. Rat pups were divided into six groups of eight in each. Group I (room air, control group, n=8), Group II (HLI model, n=8), Group III (prophylaxis placebo group, HLI+1.-6. days subcutaneous saline administered, n=8), Group IV (prophylaxis treatment group, HLI+1.-6. days, subcutaneous breast milk exosome administered n=8), Group V (placebo treatment group, HLI+7.-11. days, subcutaneous saline administered, n=8), Group VI (treatment group, HLI+7.-11. days, subcutaneous breast milk exosome administered, n=8). Groups I, II, III and IV were euthanized on postnatal day 7, and groups V and VI on postnatal day 11. After euthanasia, alveolar surface area score, fibrosis and smooth muscle actin score were evaluated in the right lung tissue samples of the rats. Left lung tissue samples were analyzed for total antioxidant capacity (TAC) and total oxidant capacity (TOC) levels with commercial ELISA kits, and TAC and TOC levels in blood obtained by cardiac intervention with commercial ELISA kits were analyzed by antigen antibody reaction based sandwich immunoassay method in the Medical Biochemistry Research Laboratory. Both lung alveolar surface area score and smooth muscle actin score were significantly higher in the HLI model compared to the control group (p<0.05), but no difference was found in terms of fibrosis (p>0.05). TOC levels in both lung tissue and XIV blood were found to be higher in the HLI group compared to the control group, but not statistically significant. Prophylactic administration of breast milk exosome significantly decreased both lung alveolar surface area score and smooth muscle actin score compared to groups II, III, V and VI (p<0.05) and no statistical difference was found between the prophylactic treatment group and the control group. In addition, prophylactic breast milk exosome administration significantly decreased lung tissue TOS levels compared to both HLI group and placebo group (p<0.05). In conclusion, in this experimental study in which hyperoxic lung injury and BPD model were established, it was shown that prophylactic breast milk exosome administration has a preventive effect on lung injury both histopathologically and biochemically. In recent years, especially early diagnosis and preventive strategies have been emphasized. In this respect, we think that our study is important in terms of prophylactic administration of breast milk exosome as a preventive treatment method to infants with a high probability of developing BPD, but more comprehensive and further studies are needed in this field.