Hayvan Modelleri

2.1. Çevresel Manipülasyon Modelleri 2.1.1. Kronik Öngörülemeyen Hafif Stres

Kronik öngörülemeyen hafif stres (KÖHS) (chronic unpredictable mild stress) modeli 1981 yılında Katz tarafından geliştirilmiş ve daha sonra Wil-lner tarafından yeniden tasarlanmıştır (Katz vd., 1981, WilWil-lner, 1987). Bu model kemirgenlerde, hem insanlarda görülen MDB’nin ana semptomların-dan olan umutsuzluk, anhedoni, psikomotor bozukluklar, anksiyete, uyku ve yeme bozuklukları, sosyal geri çekilme ile hem de nörobiyolojik değişiklik-ler ile paralel değişimdeğişiklik-ler göstermektedir (Willner 2005; Willner, 2017; Yan vd., 2010). Bu nedenle kemirgenler üzerinde yapılan MDB çalışmalarında sıklıkla kullanılan modellerden biridir. Kronik öngörülemeyen hafif stres oluşturmak amacı ile deney hayvanları, genellikle 5-9 hafta süre ile rastgele olarak günlük bir kaç stres faktörüne maruz bırakılırlar (Willner 1987). Re-ferans protokollerde genellikle susuz bırakma, boş suluk verme, aç bırakma, gece aydınlıkta bırakma, gündüz karanlıkta bırakma, 45º eğik kafes, sosyal izolasyon, nemli talaş, kuyruktan asma, yabancı cisim, beyaz ses, parlak ışık gibi çeşitli stres faktörleri uygulanmaktadır (Hu vd., 2017). Deney hayvan-larının uygulanan stres faktörüne alışmaması ve öngörememesi için aynı stres faktörü iki gün üst üste uygulanmamaktadır (Başar & Ertuğrul, 2005).

Yapılan çalışmalarda genellikle deney hayvanlarının KÖHS öncesi sağlıklı bir duygu durumunda olup olmadığı ve modelin doğru bir şekilde oluşup oluşmadığı sükroz tercih testi (STT) yapılarak değerlendirilmektedir (Will-ner 1987). KÖHS uygulamasının sonunda deney hayvanları çeşitli davranış testlerine tabi tutularak depresif davranışlar ve kullanılan ilaçların bu davra-nışlara etkisi değerlendirilebilmektedir.

2.1.2. Kronik Kısıtlama Stresi

Kronik kısıtlama stresi (chronic restraint stress) uygulanan deney hay-vanlarının davranış testlerinde sosyal etkileşimde azalma, anhedoni,

ank-siyete gibi MDB benzeri fenotip sergiledikleri ayrıca serum kortikosteron seviyelerinin arttığı ve hipokampal hücrelerinde hasar olduğu bildirilmek-tedir (Becker vd., 2021; Wang vd., 2017). Kronik kısıtlama stresi için, hay-vanlar 14 ila 21 gün boyunca, deneğin nefes almasını sağlayacak delikler bulunan ve vücudunun tüm hareketini kısıtlayan plastik şeffaf bir tüp şek-lindeki özel bir aparat kullanılarak günde minimum 2 saat fiziksel olarak kısıtlanmaktadırlar. Bu stres modeli, insanların her gün yaşadığı sürekli, öngörülebilir stresleri taklit etmektedir (Becker vd., 2021).

2.1.3. Öğrenilmiş Çaresizlik

Ilk olarak Seligman ve ekibi (1975) tarafından köpeklerde geliştirilen bu model, pek çok hayvan türünde de denenmiştir. Elektrik şoku gibi kont-rol edilemeyen ve kaçınılmaz bir strese maruz kalan hayvanlar, kaçabile-ceği bir ortam oluşsa dahi maruz kaldığı etkenden kaçamayacağı düşün-cesi ile “öğrenilmiş çaresizlik” durumu geliştirmektedirler (Seligman vd., 1975). Öğrenilmiş çaresizlikle ile ilgili protokoller genellikle iki bölmeli düzeneğin bir bölmesinde hafif elektrik şoku uygulanırken, diğer bölme-de şok uygulanmaması veya tek bir bölmebölme-de bölme-deneğin müdahalesiyle şoku sona erdirecek bir pedal yerleştirilmesi şeklinde kurgulanabilmektedir. Şok öncesinde tekrarlı olarak ışık ya da ses uyaranının verilmesi ile hayvan-lar şoka engel olmayı öğrenebilmektedirler. Kontrol edemedikleri strese maruz kalan hayvanlar, MDB semptomlarına benzer şekilde REM uyku değişiklikleri, kilo kaybı, azalmış cinsel davranış, kortikosteron artışı gibi belirtiler göstermektedirler Antidepresan tedavi uygulanması, kaçma dav-ranışında meydana gelen gecikmeyi azaltsa da geçerliliği yüksek bir model değildir (Nestler vd., 2002; Başar & Ertuğrul, 2005).

2.1.4. Predatöre Maruziyet

Fare ve sıçanlar üzerinde yapılan MDB çalışmalarında deneklerin kedi gibi bir predatöre maruz bırakılması en sık kullanılan stres etmenlerinden biridir. Çalışmalarda, deney hayvanlarının kedi gibi bir predatörün idrarı, dışkısı, tüyü veya doğrudan kendisine maruz kalmasının depresyon benze-ri davranışların ve nöroendokbenze-rinal değişimlebenze-rin oluşmasına neden olduğu gösterilmiştir (Wu vd., 2019). Test aşamasında deneğin zarar görmeyeceği şekilde demir parmaklıklar ile ayrılmış aparatın bir tarafına predatör diğer tarafına ise deney hayvanı koyulmaktadır. Deney hayvanının predatörün bulunduğu yerdeki demir parmaklıklara temas sayısı, koklama, saklanma, donma gibi davranışları değerlendirilmektedir (Koç & Görmüş, 2018).

2.1.5. Erken Yaşam Stresi

Yaşamın erken dönemlerinde strese maruz kalmanın, beyin gelişimini olumsuz etkilediği, özellikle de anksiyete ve depresyona yatkınlığı arttırdı-ğı rapor edilmiştir. Anne ve yavru arasındaki bağlanmayı içeren erken

sos-yal etkileşimlerin, sossos-yal davranış ve normal fizyolojik gelişim için kritik olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, çevresel strese erken maruz kalmanın yaşamın sonraki dönemlerinde fizyolojik ve davranışsal işlevler üzerin-deki etkilerini incelemek için, maternal separasyon (MS) yaygın şekilde kullanılmaktadır (Dallé & Mabandla, 2018). Deney hayvanlarının özellik-le yaşamın erken dönemde annesinden ayrı tutulması MDB benzeri nöro-endokrinal ve davranışsal değişikliklerin ortaya çıkmasına neden olmak-ta ve bu değişiklikler erişkinliğe kadar devam etmektedir (Mumolmak-taz vd., 2018). Yapılan çalışmalarda MS’nin, hipotalamo-hipofizer-adrenal (HPA) eksenin hiperaktivitesine ayrıca uzun süreli MS’nin beyinde serotonerjik, noradrenerjik, dopaminerjik, GABAerjik, glutamaterjik ve endokannoboid sistemler ile BDNF miktarlarında kalıcı değişikliklere neden olduğu belir-lenmiştir (Ekici & Balkaya, 2016). Bu model, annesinden ayırılan yaklaşık 10 günlük yavru sıçanların çıkardığı ve insanların duyamadığı ultrasonik vokolizasyonların sıklık ve şiddeti kaydedilerek değerlendirilebilmektedir (Küçük & Gölgeli, 2005).

2.1.6. Ultrasonik Işınlama

Morozova ve ekibi tarafından 2013 yılında geliştirilmiş yeni bir yön-temdir. Bu yönteme göre, sıçan veya fareler 20-45 kHz frekansa sahip ultrasonik ışınlamaya (Ultrasonic Irradiation) 3 hafta süre ile maruz bıra-kıldığında davranışsal ve moleküler olarak MDB benzeri davranışlar ser-gilemektedirler. Ultrasonik ışınlamaya maruz kalan sıçanların ve farelerin ZYT’de hareketsizlik süresinde artış, sükroz tercihinde, lokomotor akti-vite ve sosyal keşif isteğinde azalma olduğu görülmüştür. Ayrıca ultraso-nik ışınlamanın etkilerinin, seçici bir serotonin geri alım inhibitörü (SSRI) olan fluoksetin ile ortadan kaldırılabildiği belirlenmiştir (Morozova vd., 2016; Zorkina vd., 2019).

2.2. Genetik Modeller ve Soy Farklılıkları

Genetik biliminin gelişmesiyle, çeşitli hastalıklarda rol oynayan gen-lerin tespiti ve faregen-lerin insanlarla %90 oranında gen homolojisine sahip olduğunun keşfi ile hastalıklarla ilişkili genler hedef alınarak hayvan mo-delleri oluşturulmaya başlanmıştır. Depresyon gibi bir bozukluğa neden olduğundan şüphelenilen bir genin işlevini belirlemek için yaygın olarak ilgili gen, organizmadan homolog rekombinasyonla silinmektedir (nakavt/

null) (Becker vd., 2021). Depresyonda serotonin (5-HT) seviyelerinin azalmasının patofizyolojik rolünün olması ve 5-HT ajanlarının depresyon tedavisinde yaygın olarak kullanılması nedeniyle çoğu genetik depresyon modeli serotonerjik sistemi manipüle etmeye dayanmaktadır. Triptofan hidroksilaz 1/2 (Tph1/Tph2) nakavt farelerin beyinlerinde 5-HT seviye-lerinin azaldığı ve KAT’da hareketsizlik süreseviye-lerinin arttığı bildirilmiştir.

Veziküler monoamin taşıyıcı 2’nin (Vmat2) heterozigot nakavtının beyin

5-HT, dopamin ve norepinefrin seviyelerinde önemli bir azalmaya neden olduğu gösterilmiştir (Fon vd., 1997). Ayrıca, Vmat2 +/− farelerin, ZYT ve KAT’da hareketsizlik süresinde artış olduğu, STT’de anhedonik tepkiler gösterdiği ve öğrenilmiş çaresizlik paradigmasında daha yüksek duyarlılık ile karakterize bir fenotip sergilediği bildirilmektedir (Wang vd., 2017).

Benzer şekilde, depresyon patofizyolojisinde rolü olduğu bilinen, çeşitli nörotransmitter reseptörlerini ve taşıyıcılarını, BDNF gibi nörotrofik fak-törleri, HPA eksen aktivitesini veya monoamin teorilerini hedef alan gene-tik modeller oluşturulabilmektedir (Özkartal, 2017).

Soy farklılıkları gibi genetik faktörlerin, KÖHS gibi depresyon mo-dellerinde kemirgenlerin davranışsal performansını etkileyebileceği belir-tilmektedir. KÖHS uygulanan outbred soy C57BL/6 farelerde, ICR inbred soy farelere göre davranış testlerinde depresyon benzeri davranışların daha fazla görüldüğü bildirilmektedir (Jung vd., 2014). Benzer şekilde inbred Fischer (F344) sıçanların, inbred Lewis ve outbred Sprague–Dawley (SD) sıçanlara göre KÖHS’e karşı daha hassas olduğu belirtilmektedir (Wu &

Wang, 2010). Genel olarak SD sıçanlar genetik manipülasyon (knock-in / knock-out), kronik kısıtlama stresi, kronik öngörülemeyen hafif stres gibi davranış testleri için seçilse de, genetik olarak depresif fenotipe daha yatkın olan Holtzman albino muadillerine kıyasla, öğrenilmiş çaresizliğe karşı daha büyük bir direnç oranına sahip oldukları için bu tür paradig-malar için tercih edilmemektedir. Benzer şekilde, Wistar sıçanlarının da stres kaynaklı davranışsal depresyona karşı dirençli olduğu bilinmektedir (Wang vd., 2017).

Flinders-hassas seri (Flinders Sensitive Line (FSL)) sıçanlar, aşırı aktif kolinerjik sistemin depresyona neden olduğu bilgisi doğrultusunda, depresyon çalışmalarında kullanılmaktadırlar (Overstreet, 1993). FSL sı-çanlarının çeşitli davranış testlerinde depresyon benzeri davranışlar göster-diği ayrıca serotonerjik, noradrenerjik ve dopaminerjik sistemlerinde deği-şimlerin olduğu gösterilmiştir (Wang vd., 2017). Benzer şekilde, trombo-sitlerinde anormal derecede serotonin depolanan Fawn-Hooded sıçanların, ZYT’de yüksek seviyede hareketsizlik davranışı gösterdiği bilinmektedir (Becker vd., 2021; Rezvani vd., 2002). Son yıllarda Wistar Kyoto (WKY) sıçanlarının da strese karşı aşırı hassas olup çeşitli davranış testlerinde dep-resyon benzeri davranışlar sergilediği bildirilmiştir (Solberg vd., 2001).

WKY sıçanlarının, psikomotor gerilik, öğrenilmiş çaresizlik, sosyal geri çekilme ve fizyolojik işlev bozukluğu gibi klinik MDB semptomlarıyla benzerlikler gösterdiği belirtilmiştir. Bu sıçanların, tedaviye dirençli dep-resyon için kişiselleştirilmiş antidepresan tedavilerin geliştirilmesinde fay-dalı bir model olabileceği düşünülmektedir (Wang vd., 2017).

2.3. Farmakolojik Modeller 2.3.1. Psikostimülan Yoksunluğu

Memelilerde kullanılan çoğu ilaç ve uyuşturucu maddenin, çeşitli davranışsal ve nörokimyasal etkilere neden olduğu bilinmektedir. Psikos-timülanlar olarak bilinen uyuşturucu sınıfı, davranışsal ve bilişsel aktivi-tenin artmasına neden olan çok çeşitli psikoaktif bileşikleri içermektedir.

Bununla birlikte, bu tür ilaçların çoğunda ortak olan bir özellik, ilaç uygu-lamasının sona ermesinden kaynaklanan yoksunluk sendromu olgusudur.

Çoğu ülkede yasal olarak mevcut olan sık kullanılan psikostimülanlar ara-sında kafein ve nikotin bulunurken, yasadışı psikostimülanlar araara-sında ise kokain, amfetamin gibi maddeler bulunmaktadır. Psikostimülan yoksunlu-ğu durumunda kemirgenlerde, MDB semptomlarına benzer şekilde loko-motor aktivitede azalma, uyku ve yeme düzensizlikleri ayrıca nörotrans-mitter ağ ve HPA ekseninde bozulmalar gözlenmektedir (Barr vd., 2002;

Günay & Tütüncü, 2012).

2.3.2. Rezerpin Uygulaması

Depresyon, monoamin metabolitlerinin eksikliği, artan inflamatuar faktör konsantrasyonu ve azalmış BDNF seviyesi gibi çeşitli biyokimyasal değişikliklerle ilişkilidir. Bu nedenle, belirli moleküllerin konsantrasyonu-nu değiştirerek MDB hayvan modelleri oluşturmak mümkündür. Rezerpin gibi antihipertansif ilaçların, monoaminlerin presinaptik depolarını bo-şalttığı bilinmektedir. Bir vezikül geri alım inhibitörü olan rezerpin, presi-naptik membranın geri alım sürecini durdurabilmektedir (Hao vd., 2019).

Yapılan çalışmalarda rezerpin uygulanan farelerin beyinlerinde 5-HT ve dopamin seviyelerinin azaldığı ayrıca lokomotor aktivitenin azalması gibi depresyon benzeri davranışlar gösterdiği bildirilmiştir (Ikram & Haleem, 2017). Antidepresan tedavisi ile rezerpinin etkileri tersine çevrilebilmek-tedir. Bu model, kısa vadede oluşturulabilmesi ve yüksek tahmin geçerlili-ği nedeniyle ilaçların antidepresan etkinligeçerlili-ğini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır (Günay & Tütüncü, 2012). Ancak, katekolaminle-rin (norepinefkatekolaminle-rin, epinefkatekolaminle-rin ve dopamin gibi) ve serotoninin (5-HT) tüken-mesi hayvanlarda pitoz, hipotermi ve motor inhibisyon dahil morfolojik değişikliklere yol açabilmektedir (Hao vd., 2019). Bu nedenle rezerpin uygulaması, Parkinson diskinezisine benzer motor bozukluklara, artmış nosiseptif duyarlılığa ve hipotermiye neden olabildiği için bazı çalışmalar için tercih edilmemektedir (Becker vd., 2021).

2.3.3. Kortikosteron Uygulaması

Yüksek düzeylerde uygulanan glukokortikoidin, kronik strese ben-zer etkiler oluşturduğu bilinmektedir. Kronik kortikosteron uygulaması-nın, kemirgenlerde, ZYT’de hareketsizlik davranışında artış,

tımarlanma-da azalma, Morisin su tankıntımarlanma-da ve T labirentinde hafızatımarlanma-da bozulma, açık alan ve aydınlık/karanlık testinde anksiyete ve STT’de anhedoni benzeri davranışlar görülmesi gibi çeşitli davranışsal anormalliklere neden olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, uzun süreli uygulanan kortikosteroidin, hipokampal hacmin azalması ve amigdala hacminin artması gibi kemirgenlerin beyin-lerinde yapısal değişikliklere neden olduğu belirlenmiştir. Fluoksetinin, bu kortikosteron kaynaklı depresyon benzeri fenotipi tersine çevirdiği göste-rilmiştir (Becker vd., 2021).

2.3.4. Sitokin Etkisi

Depresyon tedavisinde kullanılan antidepresanlar, norepinefrin, sero-tonin ve dopaminin sinaptik seviyelerini arttırdığı ve bu bileşiklerin ay-rıca pro-inflamatuar sitokin üretimini (interlökin-1β (IL-1β), IL-6, tümör nekroz faktörü-α (TNF-α)) bastırdığı ve anti-inflamatuar sitokin salınımını (örneğin IL-10) uyarabildiği bilinmektedir. Bu veriler, nöroimmün ve nöro-endokrin sistem bozukluklarının, MDB etiyolojisinde muhtemelen önemli bir rol oynadığını göstermektedir (Garza, 2005). Ayrıca immun sistem bo-zukluğu görülen hastaların depresyona daha yatkın olması, interferon gibi sitokinlerle tedavi edilen hastalarda depresif semptomlar gelişmesi ve bu hastaların antidepresan tedavilerine cevap vermesi, MDB ve sitokin ilişki-sine odaklanılmasına neden olmuştur (Günay & Tütüncü, 2012).

Lipopolisakkaritin (bakteriyel endotoksin) genellikle 0,5 ila 0,83 mg/

kg arasında enjeksiyonu kemirgenlerde inflamasyon aracılı MDB modeli oluşturmak için kullanılmaktadır. Lipopolisakkarit enjeksiyonunun, IL-1β ve TNF-a gibi proinflamatuvar sitokinlerin beyinde ifadelerini arttırarak depresyona neden olduğu ve antidepresan tedavisi ile durumun tersine çev-rildiği belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda, sitokin artışı görülen denek-lerde, sükroz tercihinin azaldığı, ZYT’de hareketsizliğin arttığı, uyku ve yeme düzensizliklerinin geliştiği, lokomotor aktivitede, sosyal etkileşimde ve cinsel davranışta azalma olduğu, ayrıca monoamin seviyelerinin değiş-tiği, prefrontal korteks ve hipokampusta BDNF seviyelerinin azaldığı ve kortikostreon seviyelerinin arttığı bildirilmiştir (Garza, 2005).

2.4. Cerrahi Modeller 2.4.1. Olfakter Bulbektomi

Koku alma kemirgenler için temel duyu modalitesidir (Başar & Er-tuğrul, 2005). Kemirgenlerdeki koku alma sistemi, amigdala ve hipokam-pusun davranışın duygusal ve bilişsel bileşenlerine katkıda bulunduğu limbik bölgenin bir parçasını oluşturmaktadır (Song & Leonard, 2005).

Kemirgenlerin olfakter bulbuslarının bilateral alınması, hayvanlarda koku duyusunun kaybının neden olduğu duyusal yoksunluğa bağlı olarak majör depresyona benzer davranışsal, nörokimyasal, nöroendokrinal ve

nöroim-mun değişikliklere sebep olmaktadır. Erkeklerde koku ampullerinin yok edilmesi, artan açık alan aktivite seviyeleri, düşük kilo alımı ve düşük per-formans dahil olmak üzere çok çeşitli değişikliklere neden olduğu göste-rilmiştir. Ayrıca ön beyin ve limbik bölgelerde 5-HT ve noradrenalin (NA) seviyelerinde azalma, ön beyin ve limbik bölgelerde 5-HT ve NA reseptör bağlanmasında ve kortikosteron seviyelerinde artma olduğu bildirilmiştir.

Bunların yanında Olfaktör bulbektominin MDB’li bireylere benzer immü-nolojik işlevlerde değişikliklere neden olduğu tespit edilmiştir (Stock &

Wilson, 2000). Bu etkilerin, trisiklik antidepresanların kullanımı ile tersi-ne çevrildiği bildirilmektedir (Günay & Tütüncü, 2012; Leonard & Tuite, 1981).

3. Davranış Testleri