ISSN: 0377-9777 / e-ISSN: 1308-2523
Mitigative effects of chloroquine treatment against hypoxia-induced intestinal injury: A histological and immunohistochemical study [Turk Hij Den Biyol Derg]
Turk Hij Den Biyol Derg. 2022; 79(1): 59-70 | DOI: 10.5505/TurkHijyen.2022.78476

Mitigative effects of chloroquine treatment against hypoxia-induced intestinal injury: A histological and immunohistochemical study

Ali Tuğrul AKIN1, Emin KAYMAK2, Emel ÖZTÜRK3, Tayfun CEYLAN4, Betül YALÇIN5, Kemal Erdem BAŞARAN6, Derya KARABULUT5, Züleyha DOĞANYİĞİT2, Saim ÖZDAMAR7, Birkan YAKAN5
1Biology Department, Faculty Of Science, Erciyes University, Kayseri, Turkey.
2Histology-embriology Department, Faculty Of Medicine, Yozgat Bozok University, Yozgat, Turkey.
3Histology-embriology Department, Faculty Of Medicine, Harran University, Sanliurfa, Turkey.
4Program Of Pathology Laboratory Techniques, Kapadokya Vocational High School, Kapadokya University, Nevsehir, Turkey.
5Histology-embriology Department, Faculty Of Medicine, Erciyes University, Kayseri, Turkey.
6Physiology Department, Faculty Of Medicine, Erciyes University, Kayseri, Turkey.
7Histology-embriology Department, Faculty Of Medicine, Pamukkale University, Denizli, Turkey.

INTRODUCTION: Hypoxia has an important role in the disruption of intestinal mucosal integrity because of inflammation and apoptosis induced by inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-6 and IFN-y, and apoptotic regulatory proteins. Chloroquine (CLQ) is a drug used in the novel coronavirus disease (COVID-19) and is widely used for the treatment of many inflammatory diseases such as malaria and rheumatoid arthritis. In this study, we aimed to reduce the destructive effects of hypoxia-induced inflammation and apoptosis in the intestinal mucosa of rats with CLQ applications.
METHODS: For this purpose, a total of 24 Wistar Albino rats were randomly divided into three groups; Group I: Control group (n=8), Group II: Hypoxia (Hipoxy, n=8) and Group III: Hypoxia + Chloroquine (Hipoxy+CLQ, n=8). The control group was housed in plexiglass cages to keep the oxygen levels at 10% levels for 28 days, while the Hypoxia and Hypoxia+CLQ groups were housed in a normal atmospheric environment (21% O2), and the Hypoxia+CLQ group was administered CLQ at a dose of 50 mg/kg every day for 28 days. At the end of the experiment, the intestinal tissues of the experimental animals, were extracted under the anesthesia and they were sacrificed.
RESULTS: As a result of histopathological evaluations, it was determined that CLQ applications showed healing properties on the histopathological effects induced by hypoxia in the intestine. While an increase in TNF-α expression was observed in the hypoxia group, a statistically significant decrease was detected in the Hypoxia+CLQ group. In addition, Bax expression was found to be statistically significantly lower in the Hypoxia+CLQ group when compared to the Hypoxia group. On the contrary, it was observed that Bcl-2 expression was statistically significantly increased in the Hypoxia+CLQ group compared to the Hypoxia group.
DISCUSSION AND CONCLUSION: In conclusion, we observed that hypoxia causes significant damage to the intestinal mucosa and triggers a severe inflammation that drives cells to apoptosis. Considering the curative effects of chloroquine on the intestinal mucosa, we suggest that this anti-inflammatory drug has a potential to use clinically to alleviate the deleterious effects of hypoxia in the intestine.

Keywords: Apoptosis, chloroquine, hypoxia, TNF-α,, intestine.

Hipoksiye bağlı bağırsak hasarına karşı klorokin tedavisinin hafifletici etkileri: Histolojik ve immünohistokimyasal bir çalışma

Ali Tuğrul AKIN1, Emin KAYMAK2, Emel ÖZTÜRK3, Tayfun CEYLAN4, Betül YALÇIN5, Kemal Erdem BAŞARAN6, Derya KARABULUT5, Züleyha DOĞANYİĞİT2, Saim ÖZDAMAR7, Birkan YAKAN5
1Erciyes Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Kayseri, Türkiye.
2Yozgat Bozok Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Histoloji-embriyoloji Ana Bilim Dalı, Yozgat, Türkiye.
3Harran Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Histoloji-embriyoloji Ana Bilim Dalı, Şanlıurfa, Türkiye.
4Patoloji Laboratuvar Teknikleri Programı, Kapadokya Meslek Yüksekokulu, Kapadokya Üniversitesi, Nevşehir, Türkiye.
5Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Histoloji-embriyoloji Ana Bilim Dalı, Kayseri, Türkiye.
6Erciyes Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Fizyoloji Ana Bilim Dalı, Kayseri, Türkiye.
7Pamukkale Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Histoloji-embriyoloji Ana Bilim Dalı, Denizli, Türkiye.

GİRİŞ ve AMAÇ: Hipoksi, TNF-α, IL-6 ve IFN-y gibi inflamatuvar sitokinler ve apoptotik düzenleyici proteinler tarafından indüklenen apoptoz neticesinde bağırsağın mukozal bütünlüğünün bozulmasında önemli bir role sahiptir. Klorokin (CLQ), yeni koronavirüs hastalığında (COVID-19) kullanılan bir ilaçtır ve sıtma ve romatoid artrit gibi birçok inflamatuvar hastalığın tedavisi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada sıçanların barsak mukozasında hipoksi ile indüklenen inflamasyon ve apoptoza bağlı yıkıcı etkileri CLQ uygulamaları ile azaltmayı amaçladık.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu amaçla toplam 24 adet Wistar Albino rat rastgele üç gruba ayrıldı; Grup I: Kontrol grubu (n=8), Grup II: Hipoksi (Hipoksi, n=8) ve Grup III: Hipoksi + Klorokin (Hipoksi+CLQ, n=8). Kontrol grubu normal atmosferik ortamda (%21 O2), Hipoksi ve Hipoksi+CLQ grupları oksijen seviyelerinin 28 gün boyunca %10 seviyelerinde tutulabilmesi için pleksiglas kafeslerde barındırıldı ve Hipoksi+CLQ grubuna 28 gün boyunca her gün 50 mg/kg dozda CLQ uygulandı. Deney sonunda anestezi altında bağırsak dokuları çıkarılan deney hayvanlarının yaşamlarına son verildi.
BULGULAR: Histopatolojik değerlendirmeler sonucunda CLQ uygulamalarının, hipoksinin bağırsakta indüklediği histopatolojik etkiler üzerinde iyileştirici özellikler gösterdiği belirlendi. Hipoksi grubunda TNF-α ekspresyonunda artış gözlenirken, Hipoksi+CLQ grubunda istatistiksel olarak anlamlı bir azalma tespit edildi. Ayrıca Hipoksi+CLQ grubunda Bax ekspresyonunun Hipoksi grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük olduğu belirlendi. Bunların aksine, Bcl-2 ekspresyonunun Hipoksi+CLQ grubunda Hipoksi grubuna göre istatistiksel olrak anlamlı derecede artmış olduğu gözlendi.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Sonuç olarak, hipoksinin barsak mukozasında önemli bir hasara neden olduğunu ve hücreleri apoptoza sürükleyen ciddi bir inflamasyonu tetiklediğini gözlemledik. Klorokinin bağırsak mukozası üzerindeki iyileştirici etkileri göz önüne alındığında, bu anti-enflamatuar ilacın, bağırsakta hipoksinin zararlı etkilerini hafifletmek için klinik olarak kullanım potansiyeline sahip olduğunu öneriyoruz.

Anahtar Kelimeler: Apoptozis, Klorokuin, Hipoksi, TNF-α,, bağırsak

Ali Tuğrul AKIN, Emin KAYMAK, Emel ÖZTÜRK, Tayfun CEYLAN, Betül YALÇIN, Kemal Erdem BAŞARAN, Derya KARABULUT, Züleyha DOĞANYİĞİT, Saim ÖZDAMAR, Birkan YAKAN. Mitigative effects of chloroquine treatment against hypoxia-induced intestinal injury: A histological and immunohistochemical study. Turk Hij Den Biyol Derg. 2022; 79(1): 59-70

Corresponding Author: Ali Tuğrul AKIN, Türkiye
Manuscript Language: English
LookUs & Online Makale