Porphyromonas gingivalis’in virülans faktörleri ile parkinson hastalığı arasındaki ilişkinin zebra balığı modelinde incelenmesi

Abstract

Amaç: Periodontal hastalıklarda önemli anahtar patojenlerden olan Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) çeşitli sistemik hastalıklar ile de ilişkili bulunmaktadır. P. gingivalis’in en önemli virülans faktörlerinden biri gingipainlerdir. Zebra balıkları (Danio rerio) insanlara ait birçok genin homologlarını barındırması nedeniyle in vivo araştırmalarda tercih edilen deney hayvanlarıdır. Bu çalışmada gingipainin yarattığı inflamatuar durumun Parkinson hastalığı sürecine etkisinin zebra balıkları üzerinde değerlendirilmesi amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Zebra balıkları ile; Gingipain.(GP), Rotenon (ROT), Rotenon+Gingipain (ROT+GP), Kontrol (K), grupları oluşturuldu.(n=15). Deney sonunda zebra balıklarına lokomotor aktivite testleri yapıldı. Beyin dokularında asetilkolinesteraz (AChE) ve alkalen fosfataz (ALP) aktiviteleri ile oksidan-antioksidan belirteçler spektrofotometrik.yöntemle incelendi. parkin, dj-1, pink1, lrrk2, tnf-alfa, il-1beta, ve crp gen ifade düzeyleri gerçek.zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) ile, dopamin seviyeleri ELISA yöntemi ile analiz edildi. Bulgular: Tüm maruziyet gruplarında lokomotor aktivitelerde anlamlı azalmalar gözlendi. ROT+GP grubunda dopamin düzeyleri azaldı. GP grubunda oksidatif stres belirteçlerinde ve AChE ve ALP aktivitelerinde artış görüldü. GP grubunda tnf-alfa, il-1beta ve crp gen ekspresyonlarının arttığı gözlendi. pink1 ve dj-1 ifadeleri GP grubunda anlamlı derecede arttı. parkin, dj-1, pink1, lrrk2, tnf-alfa, il-1beta, ve crp ifade düzeylerindeki artışlar en belirgin olarak ROT+GP grubunda izlendi. Sonuç: Sonuçlarımız, doğrudan gingipain uygulamasının zebra balığı beyin dokularında oksidan-antioksidan dengesini bozduğunu, inflamatuar durumu ve Parkinson hastalığı ile ilişkili genlerin ekspresyonunu arttırdığını ortaya çıkardı. Ayrıca Parkinson hastalığı sürecinde gingipain varlığının oksidatif stresi ve inflamasyonu arttırarak Parkinson hastalığı seyrini olumsuz yönlendirebileceğini gösterdi.

Objective: Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), which is the key pathogen in periodontal diseases, is also associated with various systemic diseases. One of the most important virulence factors of P. gingivalis are gingipains. Zebrafish (Danio rerio) are preferred models for in vivo studies because they have homologs of many human genes. This study aimed to evaluate the effect of the inflammatory state caused by gingipain on Parkinson's disease progression in zebrafish. Materials and Methods: Adult zebrafish were divided into Control (C), Gingipain (GP), Rotenone (ROT), and Rotenone+Gingipain (ROT+GP) groups (n=15). At the end of 4 weeks, locomotor activity tests were performed. Spectrophotometric methods were applied to analyze oxidant-antioxidant markers, alkaline phosphatase (ALP) and acetylcholinesterase (AChE) activities in brain tissues. Dopamine levels were examined by ELISA method, parkin, dj-1, pink1, lrrk2, tnf-alfa, il-1beta, and crp gene expression levels were analyzed by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). Results: Significant reduction in locomotor activities were observed in all exposure groups. Dopamine levels decreased in the ROT+GP group. An increase in oxidative stress markers and AChE and ALP activities was observed in the GP group. tnf-alfa, il-1beta and crp gene expressions were increased in the GP group. pink1 and dj-1 expressions elevated significantly in the GP group. Elevations in parkin, dj-1, pink1, lrrk2, tnf-alfa, il-1beta, and crp expression levels were observed in the ROT+GP group. Conclusion: Our results revealed that direct administration of gingipain disrupted the oxidant-antioxidant balance in zebrafish brain tissues, increased the inflammatory state and the expression of genes associated with Parkinson's disease. It also shows that the presence of gingipain in the Parkinson's disease process may exacerbate the progression of Parkinson's disease by increasing oxidative stress and inflammation.