Kimyon tohumundan eksozomların izolasyonu, karakterizasyonu ve biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi
Isolation, characterization and determination of biological activity of exosomes from cumin seed
Yazar: ŞERİFE GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. FATMA ÖZTÜRK KÜP
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Eksozomlar, hücreler arası iletişimi sağlayan, 30-200 nm boyutlarında nanoveziküller olup diagnostik, terapötik ve ilaç taşıma gibi çeşitli kabiliyetlere sahiptir ve büyük ilgi görmektedirler. Son yıllarda memeli eksozomlarına alternatif olarak bitki eksozomları biyouyumlu, çevre dostu, düşük maliyet vb. avantajları nedeniyle sıkça araştırılmaktadır. Bu çalışmada, kimyon bitkisinin öğütülmüş tohumlarından eksozom izolasyonu yapılarak karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Eksozomların yuvarlak morfolojili, 77-154 nm boyutlarında ve 4.93e+08 partikül/mL yoğunlukta olduğu belirlenmiştir. Antimikrobiyal aktivite Staphylococcus epidermidis, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli bakterileri ve Candida albicans, Candida tropicalis, Candida parapsilosis mantarları üzerinde test edilmiş ve eksozomlar kimyon yapısındaki aldehit ve ketonları ihtiva etmediğinden antimikrobiyal aktivite gözlemlenmemiştir. Antioksidan aktivite DPPH tayini ile ölçülmüş ve antioksidan etki yüksek kontsantrasyonda %33,45 olarak belirlenmiştir. Eksozomların plazmit DNA üzerinde nükleaz aktivitesi göstererek DNA'nın form I ve form II yapısının tamamen açılmasına neden olduğu belirlenmiştir. Antikanser aktivite tayininde A549, CaCo2, HepG2 ve L929 hücre hatları kullanılmış, MTT, apoptoz ve oksidatif stres testleri yapılmıştır. Bulgularımıza göre eksozomlar kullanılan hücre hatlarında proliferasyonu inhibe ederek en yüksek %58 (CaCo2) ve en düşük %10,4 (L929) aralığında hücreleri apoptoza uğratmıştır. Ayrıca oksidatif stres oranları da %73,9 (L292) ile %24,4 (CaCo2) arasında gözlenmiştir. Sonuç olarak daha kapsamlı çalışmalar ile eksozomların etkinliğinin artırılması sonucunda kanser için etkili alternatif bir ajan olarak değerlendirilebileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Kimyon, eksozom, nanovezikül, biyolojik aktivite

Abstract:
Exosomes are nanovesicles of 30-200 nm in size that enable intercellular communication. They have various capabilities such as diagnostic, therapeutic and drug delivery and attract great attention. In recent years, plant exosomes have been frequently investigated as an alternative to mammalian exosomes due to their biocompatible, environmentally friendly, low cost and similar advantages. In this study, exosome isolation and characterization were carried out from the ground seeds of the cumin plant. It was determined that exosomes had a round morphology, dimensions of 77-154 nm and a density of 4.93e+08 particles/mL. Antimicrobial activity was tested on Staphylococcus epidermidis, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli bacteria and Candida albicans, Candida tropicalis, Candida parapsilosis fungi, and no antimicrobial activity was observed since exosomes do not contain aldehydes and ketones in the cumin structure. Antioxidant activity was measured by DPPH determination and the antioxidant effect was determined as 33.45% at high concentration. It has been determined that exosomes show nuclease activity on plasmid DNA, causing the form I and form II structure of the DNA to be completely opened. A549, CaCo2, HepG2 and L929 cell lines were used to determine anticancer activity, and MTT, apoptosis and oxidative stress tests were performed. According to our findings, exosomes inhibited proliferation in the cell lines used and caused cells to undergo apoptosis in the range of the highest 58% (CaCo2) and the lowest 10.4% (L929). Moreover, oxidative stress rates were observed between 73.9% (L292) and 24.4% (CaCo2). As a result, it is thought that exosomes can be evaluated as an effective alternative agent for cancer as a result of increasing the effectiveness of exosomes through more comprehensive studies.

Keywords: Cumin, exosome, nanovesicles, biological activity