Neuroprotective effect of memantine and hyperbaric oxygen therapy after acute ischemia-reperfusion injury: Immunohistochemical analysis

Deneysel akut retinal iskemi modelinde memantin uygulamasının nöron koruyucu etkisi ve hiperbarik oksijen tedavisi ile karşılaştırılması - histopatolojik ve immunohistokimyasal inceleme

Serkan ERDENÖZ,Ulviye YİĞİT,Ersin OBA,ÜNAL USLU,Meltem CUMBUL,Halil Hüseyin ÇAĞATAY,Şamil AKTAŞ

Abstract

Purpose: This study applies treatment methods to rat retina subjected to acute ischemia-reperfusion injury and compares by histopathological examination the efficacy of Memantine and hyperbaric oxygen therapy. Material and Methods: Twentyfour adult Wistar albino rats were divided into four groups after retinal ischemia was induced by elevating the intraocular pressure to 120 mmHg. The groups were: Group 1: Control group, right eyes were cannulated with a 30 gauge needle and removed without causing any intraocular pressure change. Group 2: Memantine treatment group, animals were given single dose of intravenous 25 mg/ kg Memantine by tail vein route after inducing acute retinal ischemia. Group 3: Hyperbaric oxygen (HBO) therapy group, in two hours following acute retinal ischemia HBO treatment was applied for nine days. Group 4: Acute retinal ischemia model but without treatment (ARI). Results: Twenty-one days after establishing ischemia- reperfusion, the right eyes were enucleated after cardiac glutaraldehyde perfusion method, and then submitted to histological evaluation. In average, the total retinal ganglion cell count (RGCC) was 239.93±8.60 in control group; 125.14±7.18 in ARI group; 215.89±8.36 in Memantine group and 208.69±2.05 in HBO group. Mean apoptotic index in groups were 0.03±0.02; 0.5±0.03; 0.22±0.05 and 0.08±0.03 respectively. Conclusion: The present study shows that Memantine and HBO therapy was effective in reducing the damage induced by acute ischemiareperfusion in rat retina. Our study suggests that these treatments had beneficial effects due to neuroprotection,and therefore may be applied in clinical practice.

Özet

Amaç: Deney hayvanlarında oluşturulan akut retinal iskemi modelinde, NMDA reseptör antagonisti olan Memantinin infüzyon yoluyla verilmesinden sonra retina gangliyon hücrelerindeki nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi ve hiperbarik oksijen tedavisi ile karşılaştırılması amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Çalışmada 24 adet, Wistar cinsi, albino, 4-6 aylık, yaklaşık 200-300 gr. ağırlığındaki sıçanlar kullanıldı. Kontrol grubu hariç tüm deneklere iskemi-reperfüzyon modeli uygulandı. Gözlerine sadece sham uygulanan, herhangi bir tedavi verilmeyen ve 3. haftada sakrifiye edilen denekler (Kontrol grubu- K; 6 denek). İskemi sonrasındaki ilk saat içinde intavenöz olarak 25 mg/kg Memantin infüzyonu tedavisine alınan 3. haftada sakrifiye edilen denekler (Memantin grubu-M; 6 denek). İskemiyi takiben ilk 2 saat içinde tedavisine başlanan ve 9 gün süreyle hiperbarik oksijen tedavisi uygulananan ve 3. haftada sakrifiye edilen denekler (Hiperbarik oksijen grubu-HBO; 6 denek). Akut retinal iskemi uygulanan ancak tedavi uygulanmayan ve 3. haftada sakrifiye edilen denekler (Akut retinal iskemi grubu-ARI; 6 denek). Kardiyak perfüzyon işlemi ile sakrifiye edilen deneklerin gözleri enüklee edildikten sonra stereolojik inceleme ile retina gangliyon hücre sayımı (RGH) sayımı ve Terminal deoxynucleotidyl transferase (Tdt)-mediated dUTP-biotin nick end-labeling (TUNEL) yöntemi ile apoptotik indeks analizi yapıldı. Bulgular: Memantin ve HBO gruplarıyla, kontrol grubu arasında RGH sayısı bakımından istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmazken, bu iki grupla ARI grubu arasında anlamlı fark saptandı. Apototik indekslerin karşılaştırılmasında da Memantin ve HBO grupları arasında anlamlı fark saptanmadı. Yine apoptotik indeks karşılaştırmasında HBO ve Memantin gruplarıyla kontrol grubu arasında anlamlı bir fark saptanmadı. Sonuç: Memantin akut retinal iskemi modelinde inrtavenöz yoldan verildiğinde, tek dozla dahi, nöron koruyucu etki göstermektedir.