The neuroprotective effects of some biological compounds in experimentally-induced Huntington’s disease / by Mona Essam Hanafy El-Melegi ; supervised by Prof. Dr. Sherine Maher Rizk, Dr. Mahmoud Ahmed Senousy, Prof. Dr. Nahla Shehata Kotb.

Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2022.

Bibliography: pages 94-129.

The pathogenesis of Huntington’s disease can be explained by different mechanisms including mitochondrial dysfunction and oxidative stress. Erythropoietin (EPO) and the Bacillus Calmette–Guérin (BCG) vaccine have neuroprotective effects against neurodegenerative diseases; however, the full mechanisms of their action are currently unclear. Here, for the first time, the present study investigated the neuroprotective effect of BCG vaccination in Huntington-like disease induced by 3-nitropropionic acid (3-NP) and its combination with EPO. Male Wistar rats were randomized into six groups: saline-treated control; 3-NP group (20 mg/kg/day, i.p.) for 7 days; EPO prophylactic group (5,000 IU/kg/day, i.p.) for 8 days prior to 3-NP administration; EPO treated group (5,000 IU/kg/day, i.p.) for 14 days after 3-NP administration; live BCG vaccine prophylactic group (5,000 cfu/g, i.p.) 10 days before 3-NP administration; and BCG prophylactic + EPO treated group (5,000 cfu/g, i.p.) 10 days before 3-NP administration followed by EPO treatment (5,000 IU/kg/day, i.p.) for 14 days. In the histopathological examination, striatum neurodegeneration was evidenced in the 3-NP injected rats. Administration of 3-NP elevated the levels of p-PI3K, p-Akt, p-mTOR, p-P70S6K, BAX, malondialdehyde, nitric oxide, and cytochrome oxidase, while reducing the levels of BCL-2, superoxide dismutase, reduced glutathione, and the autophagy marker microtubule-associated protein light chain 3 (LC3B) in the striatum. EPO and BCG ameliorated the biochemical, histopathological, and behavioral derangements induced by 3-NP, with prominent neuroprotection observed in rats administered the BCG prophylactic combined with EPO treatment. These results highlight the role played by EPO and BCG in the prophylaxis and treatment of 3-NP-induced Huntington-like disease by inhibiting the PI3K/Akt/mTOR/P70S6K pathway and enhancing autophagy.

يمكن تفسير التسبب في مرض هنتنغتون من خلال آليات مختلفة بما في ذلك الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا والإجهاد التأكسدي. الإريثروبويتين ولقاح الدرن Bacillus Calmette-Guérin (BCG) لهما تأثير وقائي للأعصاب ضد الأمراض التنكسية العصبية. ومع ذلك ، فإن الآليات الكاملة لعملهم غير واضحة في الوقت الحالي. هنا ، ولأول مرة ، قامت هذه الدراسة بالتحقيق في التأثير الوقائي على الاعصاب للقاح الدرن في مرض هنتنغتون المحدث تجريبيا بواسطة حمض النيتروبروبيونيك وتوليفه مع الإريثروبويتين. تم اختيار125جرذا من ذكور جرذان ويستار و تقسيمهم إلى ست مجموعات: المجموعة الضابطة. مجموعة 3-NP تم حقنها ب 3-NPداخل الغشاء البريتوني بالجرعة التالية (20 مجم / كجم / يوم ) لمدة سبعة أيام ؛ مجموعة الإريثروبويتين الوقائية تم حقنها بالإريثروبوتين داخل الغشاء البريتوني بالجرعة التالية (5000 وحدة دولية / كجم / يوم (لمدة ثمانية أيام قبل حقنها بحمض النيتروبروبيونيك لمدة سبعة أيام ؛ المجموعة المعالجة بالإريثروبويتين تم حقنها بالإرثروبويتين بالجرعة التالية (5000 وحدة دولية /كجم/ يوم)، لمدة 14 يومًا و ذلك بعد حقنها بحمض النيتروبروبيونيك (20 مجم /كجم/يوم) لمدة سبعة أيام ؛ مجموعة لقاح الدرن الوقائية تم حقنها بلقاح BCG داخل الغشاء البيريتوني بالجرعة التالية (5000 وحدة قياس مستعمرة / كجم / يوم( قبل 10 أيام من حقنها بحمض النيتروبروبيونيك لمدة سبعة أيام؛ مجموعة BCG) الوقائية +الإيريثروبويتين العلاجية) تم حقنها بلقاح BCG داخل الغشاء البيريتوني بالجرعة التالية (5000 وحدة قياس مستعمرة / كجم / يوم( قبل 10 أيام من حقنها بحمض النيتروبروبيونيك لمدة سبعة أيام متبوعًا بـحقنها بالإريثروبويتين داخل الغشاء البيرتوني بالجرعة التالية (5000 وحدة دولية / كجم/ يوم) لمدة 14 يومًا. بالفحص التشريحي، ظهر التنكس العصبي في منطقة المخطط في مخ الجرذان المحقونة بحمض النيتروبروبيونيك أدت إلى رفع مستويات p-PI3K ، و p-Akt ، و p-mTOR ، و p-P70S6K ، و BAX ، و مالون ثنائي الألدهيد ، وأكسيد النيتريك ، وأكسيداز السيتوكروم، مع تقليل مستويات BCL-2 ، و سوبر أكسيد ديسميوتاز والجلوتاثيون المختزل، وسلسلة البروتين الخفيفة المرتبطة بعلامة الالتهام الذاتي. قام الإريثروبويتين و BCG بتحسين الاضطرابات الكيميائية الحيوية والنسيجية والسلوكية التي يسببها 3-NP ، مع وجود حماية عصبية بارزة لوحظت في الجرذان التي تم حقنها بلقاح BCG جنبًا إلى جنب مع علاج الإريثروبويتين. تسلط هذه النتائج الضوء على الدور الذي يلعبه الإريثروبويتين و BCG في الوقاية والعلاج من مرض هنتنغتون الناجم عن الحقن بحمض النيتروبروبيونيك عن طريق تثبيط مسار PI3K / Akt / mTOR / P70S6K وتعزيز الالتهام الذاتي.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.