Investigation of the Effects of Quercetin in the Treatment of Experimental Corneal Alkali Burns in Rats

Abstract

ÖZET Ekin M. Ratlarda Deneysel Oluşturulan Kornea Alkali Yanıklarının Sağaltımında Kuersetin' in Etkilerinin Araştırılması. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Veteriner Fakültesi Cerrahi Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Van, 2025. Çalışmada ratlarda sodyum hidroksitle deneysel olarak oluşturulan kornea alkali yanıklarının sağaltımında damla formundaki kuersetin' in farklı uygulama dozlarının korneal iyileşme üzerine olan etkinliğinin klinik, biyokimyasal, histopatolojik ve immunohistokimyasal olarak araştırılması amaçlandı. Bu amaçla araştırmada toplam 64 adet Wister albino ırkı erkek rat kullanıldı. Genel anesteziye alınan ratların alkali yanık oluşturulacak sağ gözlerine lokal anestezi uygulandıktan sonra korneanın merkezinde 25 µl 1 N NaOH emdirilmiş 3 mm çaplı Whatman filtre kağıdı ile alkali yanık modeli oluşturuldu. Sağ kornealarında alkali yanık oluşturulan ratlar rastgele her bir grupta 16 rat olacak şekilde 4 ana gruba ayrıldı. Bu ana gruplardaki hayvanlar 7. ve 14. günlerde sakrifiye edilmek üzere kendi arasında her bir grupta 8 hayvan olacak şekilde rast gele 2 alt gruba ayrıldı. K (kontrol) grubuna kuersetin' in çözdürüldüğü taşıt madde olarak kullanılan %5' lik DMSO, D grubuna %0,1' lik kuersetin, O grubuna %0,5' lik kuersetin ve Y grubuna ise %1' lik kuersetin içeren damlalar, çalışma süresince günde 3 defa birer damla olarak ratların gözlerine damlatıldı. Klinik değerlendirme amacıyla, korneada alkali yanık oluşturulduktan sonraki 0, 3, 7, ve 14. günlerde fotoğrafları çekilerek, korneal neovaskülarizasyon ve epitel defekt alanının ölçümü yapıldı. 7. ve 14. günün sonunda sakrifiye edilen ratların kornealarından biyokimyasal olarak VEGF ve TGF-β düzeyleri, histopatolojik olarak neovaskülarizasyon, epitel ve kollajen kaybı, immunohistokimyasal olarak ise kaspaz-3, TNF-α ve IL-6 ekpresyonları değerlendirildi. Klinik olarak neovaskülarizasyon skoru kontrol grubuna göre 7. gün de D grubunda anlamlı düzeyde düşük olduğu saptandı (p<0.05). Epitel rejenerasyon ölçümlerinde ise 7. ve 14. günlerde korneal reepitelizasyon D ve O gruplarında kontrol grubuna göre kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı derecede daha yüksek bulundu (p<0.05). VEGF düzeyi sadece 7. ve 14. günlerde D grubunda kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde düşük olduğu belirlenirken TGF-β düzeyi ise sadece 14. günde Y ve O grubunda kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde düşük olduğu gözlendi (p<0.05). Histopatolojik ve immunohistokimyasal bulgularda ise D ve O grubunun kontrol grubuna göre kornea iyileşmesinde daha iyi sonuç gösterdiği ortaya konuldu. Sonuç olarak, düşük dozlarda kuersetin neovaskülarizasyonu, kollajen lif kaybını, TNF-α ve IL-6 ekspresyonunu baskılayarak inflamasyonu, kaspaz-3 ekspresyonunu baskılayarak apoptozisi azaltarak, kornea epitelizasyonunu arttırarak kornea alkali yanıklarının tedavisinde kornea iyileşmesine katkı sağladığı ancak etkinliğini ve güvenilirliğini daha net ortaya koyabilmek için, farklı çözücülerde, farklı dozajlarda özellikle %0,5-0,1 aralığı dozlar olmak üzere ve daha düşük dozlarda ileri düzeyde kapsamlı araştırmalara ihtiyaç duyulduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Göz, Kornea Alkali Yanığı, Kuersetin, RatABSTRACT Ekin M, Investigation of the Effects of Quercetin in the Treatment of Experimental Corneal Alkali Burns in Rats, Van Yüzüncü Yıl University, Institute of Health Sciences, Department of Veterinary Surgery, Ph.D. Thesis, Van, 2025.The aim of the study was to investigate the clinical, biochemical, histopathological and immunohistochemical efficacy of different doses of quercetin in the form of drops on corneal healing in the treatment of experimentally induced corneal alkaline burns with sodium hydroxide in rats. For this purpose, a total of 64 Wister albino male rats were used in the study. After local anesthesia was applied to the right eyes of the rats under general anesthesia, where alkaline burns would be induced, an alkaline burn model was created in the center of the cornea with 3 mm diameter Whatman filter paper impregnated with 25 µl 1 N NaOH. The rats with alkaline burns in their right corneas were randomly divided into 4 main groups, each with 16 rats. The animals in these main groups were randomly divided into 2 subgroups, each with 8 animals, to be sacrificed on the 7th and 14th days. Drops containing 5% DMSO, which was used as the vehicle in which quercetin was dissolved, 0.1% quercetin in group D, 0.5% quercetin in group O, and 1% quercetin in group Y were instilled into the eyes of rats, one drop at a time, three times a day throughout the study. For clinical evaluation, photographs were taken on the 0th, 3rd, 7th, and 14th days after alkaline burn was created in the cornea, and corneal neovascularization and epithelial defect area were measured. At the end of the 7th and 14th days, VEGF and TGF-β levels were biochemically evaluated in the corneas of the rabbits that were sacrificed, histopathologically evaluated in terms of neovascularization, epithelial, and collagen loss, and immunohistochemically evaluated in terms of caspase-3, TNF-α, and IL-6 expressions. Clinically, neovascularization score was found to be significantly lower in group D compared to the control group on the 7th day (p<0.05). In epithelial regeneration measurements, corneal reepithelialization was found to be statistically significantly higher in groups D and O compared to the control group on the 7th and 14th days (p<0.05). VEGF level was found to be significantly lower in group D compared to the control group only on the 7th and 14th days, while TGF-β level was observed to be significantly lower in groups Y and O compared to the control group only on the 14th day (p<0.05). Histopathological and immunohistochemical findings revealed that groups D and O showed better results in corneal healing compared to the control group. As a result, it was concluded that quercetin at low doses contributes to corneal healing in the treatment of corneal alkali burns by suppressing neovascularization, collagen fiber loss, inflammation by suppressing TNF-α and IL-6 expression, reducing apoptosis by suppressing caspase-3 expression, and increasing corneal epithelialization; however, in order to more clearly demonstrate its efficacy and reliability, advanced comprehensive studies are needed in different solvents, at different dosages, especially at doses between 0.5-0.1% and at lower doses. Keywords: Eye, Corneal Alkali Burn, Quercetin, Rat.