Fenformino ir metformino poveikio smegenų ląstelėms tyrimas normoksijos ir hipoksijos sąlygomis
Zalomskytė, Žaneta |
Recenzentas / Reviewer | |
Komisijos sekretorius / Committee Secretary | |
Martynaitis, Vytas | Komisijos pirmininkas / Committee Chairman |
Komisijos pirmininkas / Committee Chairman | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Šačkus, Algirdas | Komisijos narys / Committee Member |
Kleizienė, Neringa | Komisijos narys / Committee Member |
Komisijos narys / Committee Member | |
Arbačiauskienė, Eglė | Komisijos narys / Committee Member |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member |
Šiuo metu yra žinoma daugiau nei 60 skirtingų junginių grupių, slopinančių mitochondrijų kvėpavimo grandinės pirmojo komplekso aktyvumą, tačiau priklausomai nuo naudojamo slopiklio mitochondrijų kvėpavimo grandinės aktyvumas gali skirtis [1]. Yra žinoma, kad išemijos ir reperfuzijos sąlygų metu keičiant mitochondrijų kvėpavimo grandinės pirmojo komplekso aktyvumą skirtingų grupių slopikliais gali pasireikšti ir apsauginis šių junginių poveikis skirtingų audinių ląstelėms [1, 2, 3, 4, 5], o naujausių tyrimų, atliktų su žiurkių smegenų žievės ir smegenėlių mitochondrijomis, duomenimis nustatyta, kad metformino hidrochloridas ir fenforminno hidrochloridas pasižymi mitochondrijų kvėpavimo grandinės pirmo komplekso slopinimu [13, 14]. Nors atlikti tyrimai ir atskleidė metformino hidrochlorido poveikį smegenų audiniams, tačiau jų metu gauti rezultatai gali būti sąlygoti netolygiai pasiskirsčiusių audinių pažeidimų, smegenų ląstelių heterogeniškumo, skirtingo deguonies poreikio ar vykdomo metabolizmo. Todėl išsamesnė analizė, siekiant nustatyti metformino hidrochlorido ir fenformino hidrochlorido poveikį mišrios neuronų-glijos kultūros neuronų gyvybingumui hipoksijos ir išemijos sąlygų metu, yra būtina. Tyrimo metu buvo siekiama nustatyti metformino hidrochlorido ir fenformino hidrochlorido poveikį mišrios neuronų-glijos kultūros ląstelių gyvybingumui hipoksijos ir išemijos sąlygų metu. Šiam tikslui įgyvendinti išsikelti uždaviai: 1. nustatyti metformino hidrochlorido ir fenformino hidrochlorido junginių koncentracijas, nemažinančias mišrios neuronų-glijos kultūros gyvybingumo ir tinkamas tolimesnies tyrimams; 2. nustatyti metformino hidrochlorido ir fenformino hidrochlorido poveikį mišriai neuronų-glijos kultūrai esant hipoksijos ir reoksigenacijos sąlygomis. Siekiant įgyvendinti tyrimo metu išsikeltus uždavinius buvo pritaikyti normoksijos, hipoksijos ir reoksigenacijos eksperimentiniai modeliai, kurių metu naudota žiurkės smegenėlių mišri neuronų-glijos kultūra, išskirta iš 7–9 parų amžiaus Wistar veislės žiurkių naujagimių. Taikant eksperimentinį normoksijos modelį buvo nustatytos fenformino hidrochlorido ir metformino hidrochlorido koncentracijos, tinkamos tolimesniems mišrios neuronų-glijos kultūros gyvybingumo tyrimams, o pritaikius eksperimentinį 24 val. hipoksijos modelį nustatyta, kad fenformino hidrochloridas ir metformino hidrochloridas išemijos sąlygų metu sumažina mišrios neuronų-glijos kultūros neuronų gyvybingumą, taip pat pastebėtas teigiamas preinkubacijos poveikis metformino hidrochlorido veikimui. Taikant eksperimentinį 24 val. hipoksijos ir 6 val. reoksigenacijos modelį su 1 val. preinkubacija ir pakeičiant mišrios neuronų-glijos kultūros terpę buvo nustatyta, kad šio modelio pritaikymas turi neigiamą poveikį mišrios neuronų-glijos kultūros neuronų gyvybingumui hipoksijos-reoksigenacijos sąlygų metu, o esant išemijai pastebėtas ir 2-deoksi-D-gliukozės slopinimas.
Currently, there are more than 60 different groups of compounds that inhibit the activity of the first complex of mitochondrial respiratory chain, but depending on the inhibitor used, the activity of the mitochondrial respiratory chain may vary [1]. It is known that during the mitochondrial respiratory chain first complex inhibition with different groups of inhibitors under ischemic and reperfusion conditions these compounds may have a protective effect on cells [1, 2, 3, 4, 5]. This is supported by recent studies performed on rats cortex and cerebral tissues, in which metformin hydrochloride and fenformin hydrochloride have been shown ability to inhibit the first complex of mitochondrial respiratory chain [13, 14]. Although studies have shown the effect of metformin hydrochloride on brain tissue, but the results can be effected by unevenly distributed tissue damages, brain cell heterogeneity or different oxygen demand and metabolism of cells. Therefore, a more detailed analysis of the effect of metformin hydrochloride and fenformin hydrochloride on the viability of mixed neuronal-glial culture neurons during hypoxic and ischemic conditions is necessary. The study was designed to determine the effect of metformin hydrochloride and fenformin hydrochloride effect on the viability of mixed neuron-glial cultures during hypoxic and ischemic conditions. To achieve our main goal, the following tasks have been set: 1. Determine the concentrations of metformin hydrochloride and fenformin hydrochloride compounds, which do not diminish the viability of mixed neuronal-glial culture and are suitable for further research; 2. Determine the effect of metformin hydrochloride and fenformin hydrochloride on mixed neuronal-glial culture under hypoxia and reoxygenation. In order to achieve these goals, experimental models of normoxia, hypoxia, and reoxygenation were used by using 7–9 days old Wistar breed rats mixed neuronal-glial cell culture derived from rats neonates. The experimental normoxia model was used to determine the concentrations of fenformin hydrochloride and metformin hydrochloride, suitable for further analysis of mixed neuronal-glial culture viability. The hypoxia model showed that phenformin hydrochloride and metformin hydrochloride reduce viability of mixed neuronal-glial culture neurons during ischemic conditions, as well as a positive pre-incubation effect on metformin hydrochloride. Applying experimental 24 h hypoxia and 6 h reoxygenation model with 1 h of preincubation and having replacement of the mixed neuronal-glial culture medium revealed that application of this model has a negative effect on the viability of mixed neuronal-glial culture neurons during hypoxia-reoxygenation conditions. We also observed 2-deoxy-D-glucose inhibition in ischemic conditions during this experiment.