İn vitro şartlarda rejenere edilen Hypericum perforatum L. bitki ekstraktlarından üretilen nanoparçacıkların antikanser etkilerinin araştırılması
Investigation of anticancer effects of nanoparticles produced from Hypericum perforatum L. plant extracts regenerated in in vitro conditions
Yazar: NURAN ÇALIMLI
Danışman: PROF. DR. MUSA TÜRKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Bitki dokuları = Plant tissues ; Gümüş nanopartiküller = Silver nanoparticles ; Sarı kantaron = Hypericum perforatum ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Bu çalışmada doğadan toplanan ve in vitro ortamda rejenere edilen Hypericum perforatum L. (HP) bitkisinin ve kallus örneklerinin ekstreleri elde edilerek gümüş nitrat ile nanoparçacık (AgNP) sentezi gerçekleştirilmiştir. Örneklerin UV-Vis Spektrofotometre, DLS yöntemleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Dönüştürücü Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile karakterizasyonu gerçekleştirilerek NP sentezi doğrulanmıştır. NP'lerin sitotoksite testleri NIH/3T3 fare fibroblast hücreleri ve antikanser testleri MDA-MB-231 insan meme kanseri ve PC-3 insan prostat kanseri hücre serilerinde in vitro şartlarda canlılık kaybı testleri ile belirlenmiştir.
Tohumdan in vitro ortamda çimlendirilmiş fidelerden yaprak, gövde ve kök eksplantları izole edilerek bitki büyüme düzenleyiciler (BBD) ile desteklenmiş MS ortamında kallus ve sürgün gelişimi sağlanmıştır. Tüm eksplantlarda en verimli kallus üretimi 1 mg/L BAP+1 mg/L 2,4-D desteklenen MS ortamında karanlık koşullarında gerçekleşmiştir. Sürgün oluşturma çalışmalarında ise 4 mg/L BAP ile desteklenmiş MS ortamında sürgün elde edilmiştir. Ekstrelerden elde edilen NP'lerin boyutları 50-70 nm olarak ölçülmüştür. İn vitro ortamda çimlendirilmiş bitki ekstraktı NP'leri PC-3 hücre hattı üzerinde 100 µg/mL konsantrasyonda kanser hücre canlılığını %77 azaltarak en etkili sonucu vermiştir. MDA-MB-231 hücre hattı için araziden toplanan bitkilerin yaprak, gövde ve çiçek ekstrelerinden elde edilen AgNP'leri benzer sonuçlarla 500 µg/mL konsantrasyonda hücre canlılığını %75 oranında azaltmıştır. Kallus örneklerinin 100 µg/mL konsantrasyonda meme kanseri hücre hattının canlılığını %70 oranında azaltmasına karşın aynı konsantrasyonda sağlıklı fare fibroblast hücre hattının canlılığının %86 oranında koruması umut verici bir sonuçtur. Elde edilen bulgular in vitro şartlarda üretilen kallus ve bitki örneklerinin ekstrelerinden yeşil sentez yöntemi elde edilen AgNP'lerin kanser hücre serileri üzerindeki etkisi, bitkinin veya sadece kallus hücre serilerinin doğaya bağlı kalmadan sürekli üretilerek tıbbi amaçlı olarak kullanılabilme poatansiyeli açısından umut vaad etmektedir.

Abstract:
In this study, extracts of Hypericum perforatum L. (HP) plant collected from field and seedlings and callus samples regenerated in vitro were obtained. Nanoparticle synthesis from all extracts was carried out with silver nitrate (AgNP). The confirmation of Nanoparticle synthesis was performed by characterization of UV-Vis spectrophotometer, DLS methods, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transformer Infrared Spectroscopy (FTIR). Cytotoxicity of NPs was determined by in vitro viability tests in NIH/3T3 mouse fibroblast cells and anticancer capacity of NPs in MDA-MB-231 human breast cancer and PC-3 human prostate cancer cell lines.
Leaf, stem and root explants were isolated from in vitro regenerated seedlings and callus and shoot development were achieved in MS medium supplemented with plant growth regulators (BBD). The most efficient callus production in all explants was achieved in dark conditions in MS medium supplemented with 1 mg/L BAP and 1 mg/L 2,4-D. In shoot formation studies, MS medium supplemented with 4 mg/L BAP was shown to be the most effective. The dimension of NPs were measured as 50-70 nm. The AgNP of in vitro germinated plant extract were the most effective result in reducing cell viability by 77 percent on the PC-3 cell line at a concentration of 100 g/mL. AgNPs formulated from leaf, stem, and root extract at a concentration of 500 g/mL decreased cell viability by 75% in the MDA-MB-231 cell line. It is a promising result that while the viability of the breast cancer cell line was reduced by 70% in the treatment of AgNP provided from callus extracts at a concentration of 100 µg/mL, the viability of the healthy mouse fibroblast cell line is preserved by 86% at the same concentration. 
The findings are promising in terms of the effect of AgNPs obtained from the green synthesis from the extracts of callus and plant samples produced in vitro on cancer cell lines, and the potential to be used for medical purposes by continuously producing the plant or only callus cell lines without being dependent on nature.