Glukokortikoid ile oluşturulan insülin direncinde timokinonun karaciğer DNA hasarının tamiri ve moleküler yolaklar üzerindeki etkileri

GİRİŞ ve AMAÇ: Bu çalışmada, insülin direncine bağlı olarak meydana gelen doku hasarının önlenmesinde veya tamir edilmesinde çok sayıda etken maddenin rolü moleküler düzeyde incelemektedir. Bu çalışma, Nigella sativa’nın başlıca etken maddesi olan ve pek çok yararlı etkisi bilinen timokinonun (TK) deneysel insülin direncinde karaciğer dokusundaki DNA hasarının tamiri ve bazı moleküler yolaklar üzerindeki etkilerinin değerlendirmesi amacıyla yapılmıştır.

YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışmada, glukokortikoid ile indüklenen insülin direnci modeli oluşturulmuştur. Kontrol (K) 7 adet, İnsülin Direnci (İD) 7 adet, Timokinon (TK) 7 adet, timokinon ile korunma (TKI) 7 adet ve tedavi (ITK) 7 adet, tedavi kontrol için insülin direnci+metformin (İM) 5 adet olmak üzere toplam 40 adet rat kullanılmıştır. Çalışma sonucunda karaciğer dokusunda metabolik genlerin (antioksidan: Gpx, Sod, nekrotik: Rip1, Rip3, otofajik: Atg3 Atg5, apoptotik: Kaspaz 3 Kaspaz 8 Kaspaz 9, DNA hasarını onaran: KU70, KU80, TP53) ekspresyon seviyeleri, Real-time qPCR yöntemi ile belirlenmiştir. Gruplar arasındaki farklılık kontrol grubunun ekspresyonun artış-azalış kat (fold changes) sayısı ile karşılaştırılıp değerlendirilmiştir. İstatistiksel analizler SPSS programı ile gerçekleştirilmiştir.

BULGULAR: DNA hasarını onaran KU70 ve KU80 gen ekspresyonları, TK verilen gruplarda artış göstermiştir. TP53 geni I grubunda belirgin bir artış gösterirken, tedavi için TK verilen grupta azalmıştır.Apoptotik Kaspaz8 geni ekpresyonu ID grubunda artmış, TK verilen gruplarda azalmış, Kaspaz 3 ve Kaspaz 9 gen ekspresyonlarında ise önemli bir farklılık saptanmamıştır. Antioksidan (Gpx1,Sod1) gen ekspresyonu bakımından, gruplar arasında anlamlı bir fark görülmemiştir. OtofajikAtg5, nekrotikRip1 ve Rip3 genlerinin ekspresyonu I grubunda artarken, TK verilen gruplarda azalmıştır.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Sonuç olarak TK’nun, insülin direncini azaltma, glukoz toleransını iyileştirme ve pankreatik β-hücre fonksiyonlarını destekleme gibi etkilerinin; antioksidan özelliklerinin yanı sıra, KU70 ve KU80 genleri aracılığı ile DNA onarımını attırması, antiapoptotik genleri upregüle etmesi ve otofajik ve nekrotik yolakları inhibe etmesi gibi mekanizmalardan kaynaklanabileceği sonucuna varılmıştır. Bu bulguların, insülin direncine bağlı komplikasyonların tedavisi ve önlenmesinde TK’nun karaciğer koruyucu etkisinin biyokimyasal temellerini anlamada yararlı bilgiler sağlayabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: İnsülin direnci, timokinon, karaciğer, DNA hasarı, DNA tamiri, moleküler yolaklar

Investigation of the effect of thymoquinone on liver tissue DNA damage and molecular pathways in glucocorticoid-induced insulin resistance

INTRODUCTION: This study investigates the role of various compounds in the prevention or repair of tissue damage associated with insulin resistance at the molecular level. It aims to evaluate the effects of thymoquinone (TK), the principal active compound of Nigella sativa known for its numerous beneficial effects, on DNA damage and some molecular pathways in experimental insulin resistance.


METHODS: The insulin resistance model was induced using glucocotiocoids. A total of 40 Wistar-Albino rats were utilized, comprising 7 in the control (C) group, 7 in the insulin resistance (IR) group, 7 receiving TK, 7 protection with TK (TKIR), and undergoing treatment with TK (IRTK) and 5 for tretament control with insulin resistance plus metformin (IM) groups. Expression levels of metabolic genes (antioxidant: Gpx, Sod; necrotic: Rip1, Rip3; autophagic: Atg3, Atg5; apoptotic: Caspase 3, Caspase 8, Caspase 9; DNA repair: KU70, KU80, TP53) in liver tissue were determined using Real-time qPCR. Differences between groups were assessed by comparing fold changes in expression against the control group. Statistical analysis was performed using SPSS.
RESULTS: The expression levels of DNA repair and damage genes KU70 and KU80 increased in the groups receiving TK. The TP53 gene exhibited a significant increase in the IR group but decreased in the TK treatment group. Apoptotic Caspase 8 gene expression was elevated in the IR group and reduced in the TK groups, while no significant differences were observed for Caspase 3 and Caspase 9 expression. No significant differences were noted in antioxidant gene expression (Gpx1, Sod1) among the groups. Autophagic Atg5, and necrotic Rip1 and Rip3 gene expressions increased in the IR group but decreased in the TK groups.
DISCUSSION AND CONCLUSION: The results suggest that TK may reduce insulin resistance, improve glucose tolerance, and support pancreatic β-cell functions through mechanism including enhancing DNA repair via KU70 and KU80, upregulating antiapoptotic genes, and inhibiting autophagic and necrotic pathways. These results could provide valuable insights into the biochemical basis for the hepatoprotective effects of TK in the treatment and prevention of insulin resistance-related complications.

Keywords: Insulin resistance, thymoquinone, liver, DNA damage, DNA repair, molecular pathways