Travmatik optik nöropati (TON), doğrudan veya dolaylı optik sinir hasarı sonucu retina ganglion hücrelerinin ve aksonlarının büyük ölçüde kaybedildiği ve geri döndürülemez görme bozukluğuna yol açtığı patolojik bir durumdur. Hücresel artıklar, TON hasarında önemli bir rol oynar. Bir yandan, bu artıklar aksonal rejenerasyonu engelleyen bir dizi proteini ifade eder; diğer yandan hücresel artıklar, inflamasyonun bir aracıdır ve yaygın aksonal hasara neden olur (Zhou vd., 2023). TON, orbitaya künt travma sonrası kalıcı görme kaybının nadir görülen ancak yıkıcı bir nedenidir. TON'un görülme sıklığı tüm kapalı kafa yaralanmalarının %0,5-5'i ve maksillofasiyal travma ve orta yüz kırıklarının %2,5'i arasında değişmektedir. Klinik olarak, akut TON'lu bir hasta kısmi veya tam görme kaybı, afferent pupil defekti, normal görünen optik disk veya görme alanı defektleri ile gelebilir. Zamanla optik disk solukluğu ortaya çıkar. TON iki kategoriye ayrılır: doğrudan ve dolaylı TON. Doğrudan yaralanma, yabancı bir cisim veya kemik parçasının optik sinirle doğrudan temas ederek hasara neden olmasıdır. Daha sık olarak, dolaylı optik sinir yaralanması, deformasyonel kuvvetlerin kafatası kemikleri aracılığıyla veya göz küresinin optik sinire doğru torsiyonu ile meydana gelir (Tao vd., 2017). Travmatik olay ile optik kanalın esnek kemikleri tarafından optik sinirin intrakanaliküler segmentinin sıkıştırılması, optik sinir yaralanmasını şiddetlendir (Tao vd., 2017). Şu anda, TON'u etkili bir şekilde tedavi etmek için kanıta dayalı bir tedavi bulunmamaktadır. TON, görme iyileşmesi için etkili tedavinin hala belirsiz olduğu bir orbital durumdur (Tao vd., 2017).
Gözün en iç katmanı olan retina, görsel işlevler için görsel sinyalleri beyne ileten oldukça organize bir dokudur. Memeli retinası esas olarak üç farklı hücresel katman içermektedir: Dış hücresel katman, iç hücresel katman ve gangliyon hücre katmanı. Gangliyon hücre tabakasındaki retinal gangliyon hücrelerinden (RGC) çıkan aksonlar, optik siniri oluşturarak beyindeki hedef bölgelerine projekte olurlar. TON gibi klinik durumlar, başta RGC’ler olmak üzere dejeneratif hasarlara yol açar ve kısmi veya tam görme kaybı vakalarının en önemli nedenlerini oluştururlar (Lypka vd., 2022).
Histopatolojik olarak TON, akson dejenerasyonu ve retina ganglion hücresi (RGC) ölümüyle sonuçlanır. TON temel ve klinik araştırmaların önemli konusu olmasına rağmen, temel patofizyolojik ve moleküler mekanizmalarına ilişkin bilgiler sınırlı kalmaya devam etmektedir (Tao vd., 2017). TON hasarının moleküler ve hücresel temellerini incelemek için çeşitli hayvan modelleri tanımlanmıştır. TON aynı zamanda merkezi sinir sistemi travma sonuçlarının incelenmesi için de ideal bir modeldir (Sharma vd., 2014). Optik sinir travmasını incelemek için kullanılan üç yaygın model; optik sinir ezilmesi (ONC) (Cameron vd., 2020), aksotomi (Smith et al., 2018) ve oküler patlamadır (Hines-Beard vd., 2012). Optik sinir ezilme (ONC) modeli, optik sinirin cerrahi olarak açığa çıkarıldığı ve forseps veya hemostat ile değişen sürelerde ezildiği yaygın bir modeldir (Chierzi vd., 1999; Tao vd., 2017). Önerdiğimiz bu brojede optik sinir yaralanması modelinin tasarımı, TON'un klinik senaryosuna yakın ideal bir hayvan modelinde (C57BL/6 J mice) (Tao vd., 2017) gerçekleştirilecektir. Kemirgen optik sinir ezilme modeli, aynı zamanda MSS travması ve rejenerasyon çalışmaları için de etkili bir modeldir (Sharma vd., 2014). Birçok oküler nörodejeneratif durumu modellemesi açısından en kullanışlı yöntemlerden olan optik sinir ezilme yaralanma modeli, genomik, moleküler ve hücresel düzeylerde RGC ölüm mekanizmalarını araştırmaya ve RGC sağ kalımını artırmaya ve akson rejenerasyonunu teşvik etmeye yönelik deneysel çalışmalardır (Lypka vd., 2022). Optik sinir hasarı fare modelinde, ezilmeden 28 gün sonra ganglion hücre tabakasında (GCL) toplam nöronların sadece %54'ü hayatta kalabilmiştir (Sharma vd., 2014).
Son yıllarda artan sayıda bu nörodejeneratif hasarı azaltmak, önlemek ve geri çevirmek için çeşitli ajanlar denenmektedir. Klinik öncesi çalışmaların ana odağı, RGC’lere ve optik sinire yönelik deneysel yaralanmalara yönelik terapötik ilaçlar geliştirmektir.
Geliştirilmeye çalışılan bu ilaçların in vivo ortamda denenip ilgili kanıtların ortaya konabilmesi için hayvan deneylerine başvurulmaktadır. Kemirgen modellerinde en yaygın kullanılan ve en sık başvurulan yaralanma modeli; aksonal dejenerasyon ile tetiklenen RGC ölümü ile sonuçlanan optik sinir ezilme yaralanmasıdır (Lypka et al., 2022). Optik sinir ezilme hasarının patogenezinden sorumlu mekanizmalar tam olarak aydınlatılmamış olsa da, olası sorumlu mekanizmaların iskemik nekroz, inflamatuar sitokinler, apoptotik hücre ölümü, oksidatif stres ve mikroglial aktivasyon olduğu literatürdeki birçok çalışmada ortaya konulmuştur (Karimi vd., 2021; Au ve Ma, 2022).
Geleneksel tıpta sağaltım amacıyla kullanılan çörek otunun (Nigella sativa) ana komponenti olan Timokinon (TQ) doğal bir bileşiktir. Son zamanlarda Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi beyinde görülen nörodejenerasyonun tedavisi için TQ’ya ilgide artış bulunmaktadır. Bu artan ilginin nedeni, TQ’nun çeşitli çalışmalarda ortaya konulmuş oksidatif stresin modülasyonu, antiinflamatuar aktivitesi, apoptotik sinyalleri düzenlemesi, mitokondri fonksiyonunun NF-kB ve Nrf2 sinyal yollarını düzenlenmesi ve redoks homeostazisinin restorasyonu saplaması gibi özelliklerinden kaynaklanmaktadır (Mahmud vd., 2022). Bu durum; TQ’nun doğal kökenli, çok hedefli bir molekül olması ve patolojik yolların çoklu modülasyonunu sağlamasından ileri gelmektedir (Goyal vd., 2017). Yapılan çalışmalarda ana nöroprotektif mekanizmaların, TQ’nun özellikle anti-inflamatuar ve anti-oksidatif özelliklerine dayandığı ileri sürülmektedir (Kaarniranta vd., 2011). Literatürde TQ’nun gözde kornea ve lens değişiklikleri gibi ön segment hasar durumlarında kullanıldığına dair çalışmalar bulunmaktadır. Ayrıca, Retina Pigment Epiteli (RPE) hücre kültüründe oluşturulan oksidatif hasarda kullanıldığına dair çalışmalar bulunmaktadır. Ancak, RGC’ler ve optik sinir üzerindeki etkilerine odaklanan bir çalışmaya rastlanmamıştır (Mahmud vd., 2022).
Optik sinir travma hasarı sonrası aksonal kalıntıların mikroglialar tarafından temizlenmesi, travmatik optik nöropatinin yönetimi için önemli bir adımdır. Aksonal kalıntıların uzaklaştırılmasındaki yetersizlik; travmatik optik nöropatiden sonra artan inflamasyona ve aksonal dejenerasyona yol açar. MSS de mikroglialar profesyonel fagositlerdir. Doku hasarına hızla çoğalarak, göç ederek ve artıkları temizleyerek yanıt verirler (Zhou vd., 2023). TQ’nun, serebral iskemi/reperfüzyon fare modelinde iskemi sonrası aşırı salgılanan inflamatuvar faktörlere sahip mikrogliaların polarizasyonunu M1 tipinden M2 tipine dönüştürdüğü gösterilmiştir (Zhao vd., 2024) (Şekil 1).
TQ tarafından mikroglia/makrofaj polarizasyonunun pro-inflamatuar M1'den anti-inflamatuar M2 fenotipine doğru teşvik edilmesi, iskemik inme için potansiyel bir tedavi olarak düşünülmektedir (Liu vd., 2016). M2 tipi mikrogliyalar, akut optik sinir yaralanmasından sonra IGF-1 yoluyla aksonal enkaz temizliğine ve aksonal yıkımlanmanın azalmasına katkıda bulunur (Zhou vd., 2023).
IGF-1, MSS gelişiminde, olgunlaşmasında ve plastisitesinde önemli rolleri olan filogenetik olarak eski bir nörotrofik hormondur. Travma sonrası yaralanmada IGF-1, nöroprotektif ve rejeneratif etkiler gösterir. Nöronal iletim, metabolizma ve morfoloji dahil olmak üzere farklı sistemleri düzenler. Hücresel nöroplastisite üzerinde güçlü etkileri olduğu gösterilmiştir (Dyer vd., 2016). Yerel IGF-1, nöronlar ve glial hücreler tarafından üretilir ve koroid pleksus yoluyla kan-beyin bariyerini rahatlıkla geçer (Rodriguez-Perez vd., 2016). IGF-1 reseptörünün (IGF-IR) aktivasyonu güçlü bir nöroprotektif etki göstermektedir (Wang vd., 2003) (Şekil 2).
Aksonal rejenerasyon, yaralı yetişkin merkezi sinir sisteminde işlevsel nöronal bağlantıları yeniden kurmak için gerekli bir koşuldur. Yetişkin MSS nöronlarındaki aksonal rejenerasyonun, IGF-1 Reseptörünün (IGF-1R) yeniden ekspresyonunu ve aktivasyonunu gerektirdiği ve travma sonrası aksonal rejenerasyonu artırmak için yeni terapötik yaklaşımlar sunabileceğini göstermektedir (Dupraz vd., 2013).
Önerilen bu projede; optik sinir ezilme hasarı fare modelinde TQ’nun antiinflamatuar etkileri, nöronal hücrelerin sağ kalım artışı, M2 tip mikroglia artışı, bu hücrelerden salgılanacak IGF-1 artışı, IGF-1R ekspresyon ve aktivasyon artışı üzerinden nöroproteksiyon, nörorejenerasyon, nöroplastisite ve görme keskinliğini artıracağı hipotezimiz, immünohistokimya, immünfloresan görüntüleme, ELİZA yöntemi ve Görsel Uyarılmış Potansiyel (flaş VEP) testi ile aydınlatılmaya çalışılacaktır.
Önerdiğimiz proje, doktora tezinin hipotezini test etmek için tasarlanmıştır. Araştırmanın hipotezini aydınlatmak için proje kapsamında; ELİZA, immünohistokimya, görme fonksiyon (fWEB) testleri ile potansiyel retinal hücreler, rejenerasyon ve görme keskinliği değerlendirilecektir. Proje için hayvan deneyleri yerel etik kurulundan çalışma onayı alınmış, tez öneri formatı Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü tarafından kabul edilmiştir. Doktora tez projesi, 11.09.2024 tarihi itibarıyla BAP Koordinasyon birimi tarafından desteklenmeye layık görülmüştür. BAP desteği ile inflamasyon markerlarını görüntülemek için gerekli olan ELİZA kitleri alınacak olup ilgili kitler ile proinflamatuar sitokinler, antiinflamatuar moleküller ve büyüme faktörlerinin miktarı ölçülecek, dejenerasyonda ve rejenerasyonda etkili olan sitokinler ve moleküller belirlenecektir ve ayrıca projenin gerçekleştirileceği Van YYÜ Tıp Fakültesi Sinirbilim Araştırma Biriminde güç kaynağı akü değişimi yapılacaktır. Söz konusu satın alma süreçleri başlatılmıştır. Projenin deney hayvanı temini, bakımı ve beslenmesi, preanestezik ve anestezik maddeler, dezenfektan maddeler temininin bütçesi yürütücü tarafından karşılanacaktır. İmmunhistokimyasal etiketleme için gerekli olan antikorların satın alınmasına ihtiyaç duyulmaktadır. TÜBİTAK 1002 projesi ile bu antikorların temin edilmesi planlanmaktadır. Mevcut projemiz desteklendiği takdirde; konfakal mikroskobide dejeneratif ve rejeneratif hücrelerin, moleküllerin ve proteinlerin immünfloresan görüntülemesi gerçekleştirilecek, retinal canlı hücre sayısı ve gangliyon hücre rejenerasyonu incelenecek ve Timokinonun terapötik etkisi değerlendirilecektir.
