İSMİHAN İLKNUR UYSAL, Ahmet Kağan KARABULUT, Muzaffer ŞEKER, Mehmet GÜRBİLEK

Klorakinin rat embriyosu gelişimi ve morfolojik yapısı üzerine etkileri ve serbest radikallerin bu etkideki rolü

Amaç: Bu çalışmada sıtmanın akut veya profilaktik tedavisinde kullanılan klorokinin memeli embriyosunun büyüme, gelişme ve morfolojik yapısı üzerine etkileri ve serbest radikallerin bu etkilerdeki rolünün in vitro rat embriyosu kültürü tekniği ve biyokimyasal metodlar kullanılarak araştırılması amaçlandı. Yöntem: Selçuk Üniversitesi Deneysel Tıp Araştırma ve Uygulama Merkezi hayvan laboratuvarından elde edilen ratlardan gebeliklerinin 9.5’uncu gününde disseke edilerek çıkartılan embriyoların rat serumu içerisinde 48 saat süreyle kültürü yapıldı. Kültür ortamı olarak; kontrol grubu için normal rat serumu kullanılırken, deney grupları için ise rat serumuna 0.25 ve 0.50 mg/ml dozlarında klorakin ilave edildi. Klorakinin toksik etkisinin tüm parametreleri etkilediği dozları ile birlikte antioksidan superoksid dismutaz kültür ortamına ilave edildi. Her bir deneysel ortam için 10 embriyo kullanıldı. Klorakinin rat embriyolarının gelişim parametreleri olan; total morfolojik skor, yolk salk çapı, tepe-kıç mesafesi, somit sayısı, embriyo ve yolk salk protein içerikleri üzerine doz bağımlı etkileri, morfolojik ve biyokimyasal yöntemlerle karşılaştırıldı. Embriyolarda meydana gelen malformasyonlar değerlendirildi. Bulgular: Kontrol embriyoları ile karşılaştırıldığında klorakinin doz bağımlı olarak bütün gelişimsel parametreleri gerilettiği ve genel morfolojide bozukluklara sebep olduğu gözlendi. Bu anomaliler arasında fleksiyon deformitesi, nöral tüp açıklığı, optik ve otik deformiteler ön planda idi. Kültür ortamlarına klorakin ile birlikte superoksid dismutaz eklendiğinde klorakinin etkilerinin değişmediği gözlendi. Sonuç: Klorakinin organogenez dönemindeki rat embriyoları üzerine doz bağımlı gelişimsel toksisiteye sebep olduğu ve bu etkilerde serbest oksijen radikallerinin rol oynamadığı belirlendi.

Anahtar Kelimeler:

Embriyo, Serbest radikaller, Organogenez, Klorokuin

The effects of the chloroquine on development and morphogenesis of the rat embryos, and the role of free radicals in this effect

Objective: In this study we aimed to investigate the effects of chloroquine which is used for the acute and prophylactic treatment of malaria on growth and development of mammalian embryos as well as the morphological structure, and the role of free radicals on their effects using the in vitro embryo culture method along with biochemical methods. Methods: Rats were obtained from the Selcuk University Experimental Medicine Research and Application Centre, and their 9.5 days embryos were explanted and cultured for 48 hours in rat serum. Whole rat serum was used as a culture medium for the control group while 0.25 and 0.50 mg/ml doses of chloroquine was added to rat serum for the experimental groups. Also, the lowest effective concentrations of chloroquine for all parameters was added to the culture media in the presence of an antioxidant superoxide dismutase. Ten embryos were used for each experimental condition. Dose-dependent effects of this agent on embryonic developmental parameters such as; total morphological score, yolk sac diameter, crown-rump length, somite number, embryo and yolk sac protein contents were compared using morphological and biochemical methods. Each embryo was evaluated for the presence of any malformations. Results: When compared to the control embryos, the chloroquine significantly decreased all growth and developmental parameters dose-dependently with an increase in overall dismorphology. Among these malformations, abnormal embryonic rotation, open neural tube, optic and otic deformities were most frequently observed. When the superoxide dismutase was added to the culture media in the presence of chloroquine the effects of chloroquine did not change. Conclusion: A dose dependant developmental toxicity of chloroquine on rat embryos during organogenesis was determined, these effects did not involve free oxygen radicals.

Keywords:

Embryo, Free Radicals, Organogenesis, Chloroquine,

PDF

___

1. Moore K.L, Persoud T.V.N. Human birth defects. In: The developing human: Clinically oriented embryology. USA: WB Saunders Company;1993 KL-73.
2. New DAT, Coppola PT, Cockroft DL. Comparison of growth in vitro and in vivo of post-implantation rat embriyos. J Embriyol Exp Morphol 1976;36:133-44.
3. New DAT. Whole embriyo culture and the study of mammalian embriyos during organogenesis. Biol Review 1978;53:81-122.
4. Karabulut AK. İn vitro rat embriyo kültürü ve uygulama alanları. SÜ Tıp Fak Derg 2001; 17:59-67.
5. Bruce-Chwatt L.J. Malaria and pregnancy. BMJ 1983;286:1457-8.
6. Maegraith B. Adams and Maegraith: Clinical Tropical Diseases. 9th ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications; 1989.p. 241-6.
7. Frisk-Holmberg M, Bergkvist Y, Domeij-Nyberg B, Hellstrom L, Jansson F. Chloroquine serum concentration and side effects: Evidence for dose-dependent kinetics. Clin Pharm Ther 1979;25:345-50.
8. Paufigue L, Magnard P. Retinal degeneration in 2 children following preventive antimalarial treatment of the mother during pregnancy. Bull Soc Ophtalmol Fr 1969;69:466-7.
9. Eissen EE, Afamefuna GC. Chloraquine and its metabolites in human cord blood, neonatal blood and urine after maternal medication. Clin Chem 1982;28:1148-52.
10. Sharma A, Rawat AK. Toxicological consequences of chloroquine and ethanol on developing fetus. Pharmacol Biochem Behav 1989;34:77-82.
11. Ambroso JL, Harris C. Chloroquine embryotoxicity in the postimplantation rat conceptus in vitro. Teratology 1993;48:213-26.
12. Maele GV, Delhaise FF, Picard JJ. Morphogenesis and quantification of the development of post-implantation mouse embriyos. Toxicol In Vitro 1990;4:149-56.
13. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with the folin phenol reagent. J Biol Chem 1951;193:265-75.
14. Ristchel WA, Hammer GV, Thompson GA. Pharmacokinetics of antimalarials and proposals for dosage regimens. Int J Clin Pharmacol Ther Toxicol 1978;16:395-401.
15. Mackenzie AH. Pharmacologic actions of 4-aminoquinoline compounds. Am J Med 1983;75 (1A):5-10.
16. Karabulut AK, Ulger H, Pratten MK. Protection by free oxygen radical scavenging enzymes against salicylate-induced embryonic malformations in vitro. Toxicol In Vitro 2000;14:297-307.
17. Karabulut AK, Ülger H, Pratten MK. Teratogenicity of Edoferon Kappa A in cultured rat embriyos, differences from the original molecule: Salicylate, and interaction with the free oxygen radical scavenging enzymes. Anat Hist Embriol 2000;29:363-70.
18. Karabulut AK, Reisli R, Uysal II, Çelik JB, Ziylan T. An investigation of nondepolarising muscle relaxants on embryonic development in cultured rat embryos. Eur J Anaesthesiol 2004 (Baskıda).
19. Shepard TH. Catalogue of teratogenic agents. 6th ed. Baltimore: John Hopkins University Press; 1989. p. 20-44.
20. Miki A, Fujimoto E, Ohsaki T, Mizoguti H. Effects of oxygen concentration on embryonic development in rats: A light and electron microscopic study using whole-embryo culture technique. Anat Embryol 1988;178:337-43.
21. Udalova LD. The effect of chloroquine on the embryonal development of rats. Pharmacol Toxicol 1967;2:226-8.
22. Kotch LE, Chen SY, Sulik KK. Ethanol-induced teratogenesis: Free radical damage as a possible mechanism. Teratology 1995;52:128-36.
23. Oldfield FF, Cowan DL, Sun AY. The involvement of ethanol in the free radical reaction of 6-hydroxydopamine. Neurochem Res 1991;16:83-7.