Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 82-94.

Methotrexate (MTX) is a widely used neurotoxic drug with broad antineoplastic and immunosuppressant spectra. However, the exact molecular mechanisms by which MTX induces neurotoxicity are not fully understood. Dexmedetomidine (Dex), an α2-adrenergic receptor agonist, and apigenin (Api), a naturally occurring bioflavonoid, have recently shown neuroprotective effects; however, their effects in MTX-induced neurotoxicity are unexplored. This study investigated the potential effects of Dex and Api to mitigate the MTX-induced neurotoxicity and memory impairment in rats and the possible role of miR-15a/ROCK-1/ERK1/2/CREB/BDNF pathway. Male Sprague Dawley rats were placed into 7 groups. Group 1 (normal control) received saline i.p. daily and i.v. on days 8 and 15. Group 2 (Dex control) received Dex 10 µg/kg/day, i.p. for 30 days. Group 3 (Api control) received Api 20 mg/kg, p.o. daily dose for 30 days. Group 4 (MTX alone) received MTX 75 mg/kg, i.v. on days 8 and 15, followed by 4 i.p. doses of leucovorin (LCV); 6 mg/kg after 18 h and 3 mg/kg after 26, 42, and 50 h. Group 5 (Dex co-treated) received MTX and LCV as in group 4, and Dex daily dosages as in group 2. Group 6 (Api co-treated) received MTX and LCV as in group 4, and Api daily dosages as in group 3. Group 7(Dex + Api co-treated) received both Dex -as in group 2- and Api -as in group 3- along with MTX and LCV as in group 4. Bioinformatics analysis identified the association of miR-15a with ROCK-1/ERK1/2/CREB/BDNF pathway. MTX lowered hippocampal doublecortin (DCX) and Ki-67, two markers of neurogenesis, and increased ionized calcium-binding adapter molecule-1 (Iba-1) marker of microglial activation. This was associated with the downregulation of miR-15a, upregulation of its target Rho-associated protein kinase-1 (ROCK-1), and reduction in the downstream ERK1/2/CREB/BDNF pathway, along with disturbed hippocampal redox state. Moreover, MTX caused activation of apoptosis and inflammatory cytokines revealed by increase in both caspase-3 and IL-1β respectively. Novel object recognition and Morris Water Maze tests demonstrated the MTX-induced memory deficiencies. On the other hands, the Dex and Api co-treatment reversed the MTX-induced biochemical, histopathological, and behavioral alterations and showed neuroprotective effects through promoting the neurogenesis and decreasing the microglial activation via modulating the miR-15a/ROCK-1/ERK1/2/CREB/BDNF pathway. In conclusion the neuroprotective actions could be partly mediated through modulating the miR-15a/ROCK-1/ERK1/2/CREB/BDNF pathway that enhances hippocampal neurogenesis and lessens microglial activation.

عقار الميثوتريكسات هو دواء له تأثير سام على الأعصاب يستخدم على نطاق واسع كعلاج للأورام وتثبيط المناعة. بالرغم من ذلك فان الأليات الجزيئية التي يتسبب من خلالها الميثوتريكسات في السمية العصبية ليست مفهومه بصوره كاملة. عقار الديكسميديتوميدين يرتبط بمستقبلات ألفا-2 بشكل قوي وانتقائي للغاية وعقار الأبيجينين وهو مادة بيوفلافونويد أظهرا مؤخرا تأثيرات حماية للأعصاب. إلا أن تأثيرهم في الحماية من السمية العصبية التي يسببها الميثوتريكسات لم يتم استكشافه. بحثت هذه الدراسة في الأثار المحتملة لاستخدام الديكسميديتوميدين والأبيجينين للحد من تأثير السمية العصبية التي يسببها الميثوتريكسات واعتلال الذاكرة في جرذان التجارب والدور المحتمل مسار الحمض النووي الريبوزي متناهي الصغر-15 أ(miR-15a) / بروتين كيناز 1 المرتبط بـرو (ROCK-1) / كيناز خارج الخلية المنظم للإشارة (ERK1/2) / بروتين ربط عنصر المستجيب لأحادي فوسفات الأدينوسين الحلقي (CREB) / عامل التغذية العصبية المستمد من الدماغ (BDNF). تم تقسيم ذكور جرذان سبراج داولي على 7 مجموعات. تلقت المجموعة 1(الضابطة): محلول ملحي في الغشاء البريتوني يوميا وفي الوريد في اليوم الثامن والخامس عشر من بداية التجربة. تلقت المجموعة 2(الديكسميديتوميدين): عقار الديكسميديتوميدين (10 ميكروغرام / كجم / يوما في الغشاء البريتوني) لمدة 30 يومًا. تلقت المجموعة 3(الأبيجينين): عقار الأبيجينين (20 مجم/كجم/ يوميا) لمدة 30 يوما. تلقت المجموعة 4(الميثوتريكسات): تلقت ميثوتريكسات 75 مجم / كجم في الوريد. في اليومين الثامن والخامس عشر من بداية التجربة، متبوعًا بـ 4 جرعات داخل الصفق من عقال الليكوفورين؛ 6 مجم / كجم بعد 18 ساعة و3 مجم / كجم بعد 26 و42 و50 ساعة من تلقى حقنه الميثوتريكسات. تلقت المجموعة 5(العلاج بالديكسميديتوميدين): جرعات ميثوتريكسات وليكوفورين كما في المجموعة 4 وجرعات ديكسميديتوميدين يومية كما في المجموعة 2. تلقت المجموعة 6(العلاج بالأبيجينين): جرعات ميثوتريكسات وليكوفورين كما في المجموعة 4 وابيجينين كما في المجموعة 3. تلقت المجموعة 7 (العلاج بالديكسميديتوميدين والأبيجينين): كلاً من الديكسميديتوميدين كما في المجموعة 2 - والأبيجينين-كما في المجموعة 3 مع ميثوتريكسات وليكوفورين كما في المجموعة 4. حدد تحليل المعلوماتية الحيوية ارتباط الحمض النووي الريبوزي متناهي الصغر-15 أ مع بروتين كيناز 1 المرتبط بـرو / كيناز خارج الخلية المنظم للإشارة / بروتين ربط عنصر المستجيب لأحادي فوسفات الأدينوسين الحلقي. خفض عقار الميثوتريكسات الدوبلكورتين وصبغة Ki-67، وهما علامتان لتكوين الخلايا العصبية، بالإضافة إلى زيادة صبغة Iba-1 لتنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة. كان هذا مرتبطًا بتقليل تنظيم الحمض النووي الريبوزي متناهي الصغر-15 أ، وتنظيم هدفها بروتين كيناز 1 المرتبط بـرو، والحد من مسار كيناز خارج الخلية المنظم للإشارة (ERK1/2) / بروتين ربط عنصر المستجيب لأحادي فوسفات الأدينوسين الحلقي (CREB) / عامل التغذية العصبية المستمد من الدماغ (BDNF). جنبًا إلى جنب مع حالة الأكسدة في الحُصيْن. علاوة على ذلك، تسبب الميثوتريكسات في تنشيط موت الخلايا المبرمج والسيتوكينات الالتهابية التي كشفت عنها الزيادة

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.