Palmarosa (cymbopogon martinii) ve nioli (melaleuca viridiflora) uçucu yağlarının, antimikrobiyal, antitümör ve sitotoksik aktivitelerinin araştırılması
Investigation of antimicrobial, antitumor and cytotoxic activities of the palmarosa (cymbopogon martinii) and nioli (melaleuca viridiflora) essential oils
Yazar: EDA SÖNMEZ GÜRER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUTKU TUNÇ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Cymbopogon martinii = Cymbopogon martinii ; Melaleuca viridiflora = Melaleuca viridiflora ; Nioli = Nioli ; Palmarosa = Palmarosa ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Yağlar-uçucu = Oils-volatile

Özet:
Bu tez çalışmasında; Cymbopogon martinii bitkisinden elde edilen Palmarosa ve Melaleuca viridiflora bitkisinden elde edilen Nioli uçucu yağlarının, MCF-7 meme kanseri ile DU 145 prostat kanseri hücre hatları üzerine antitümör, WI-38 insan fibroblast hücre hattı üzerine sitotoksik aktivitelerinin ve çeşitli bakteriler ile maya hücreleri üzerine antimikrobiyal etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
Palmarosa ve Nioli uçucu yağlarının antimikrobiyal etkileri Disk Difüzyon ve Mikrodilüsyon Broth yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Antibakteriyel etki için gram-pozitif bakteri olarak Staphylococcus aureus, Bacillus cereus; gram-negatif bakteri olarak Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae; antifungal etki için Candida albicans suşları kullanılmıştır. Uçucu yağların çözeltileri MCF-7 meme kanseri ve DU-145 prostat kanseri hücre hatları üzerine antitümör aktivitelerinin belirlenmesi amacıyla,  200 µg/ml,  100 µg/ml, 50 µg/ml, 25 µg/ml, 12,5 µg/ml, 6,25 µg/ml, 3,125 µg/ml, 1,56 µg/ml konsantrasyonlarda hazırlanmış ve XTT testi ile hücrelerin canlılığı tespit edilmiştir.
Palmarosa uçucu yağının 8 farklı konsatrasyonuyla gerçekleştirilen disk difüzyon yönteminde; K. pneumoniae, S. aureus ve E. coli bakterilerine karşı ilk konsantrayonlarda pozitif kontrol olarak kullanılan antibiyotiğe çok yakın zon çapları oluşturduğu gözlenmiştir. C. albicans' a karşı antifungal etkisinin de ilk iki konsantrasyonda bulunduğu tespit edilmiştir. Mikrodilüsyon Broth yönteminde 10 farklı konsantrasyon kullanılmıştır (10000 µg/ml, 5000 µg/ml, 2500 µg/ml, 1250 µg/ml, 625 µg/ml, 313 µg/ml, 156 µg/ml, 78 µg/ml, 39 µg/ml, 20 µg/ml).  Palmarosa, en yüksek antibakteriyel etkiyi B. cereus' a karşı göstermiştir (MİK: <20 µg/ml). S. aureus, K. pneumoniae, E.coli ve C. albicans' a karşı orta etkili, P. aeruginosa' ya karşı zayıf etkili bulunmuştur. Nioli uçucu yağının 8 farklı konsatrasyonuyla gerçekleştirilen disk difüzyon yönteminde ise; sadece K. pneumoniae bakterisine karşı orta derecede etkili bir antibakteriyel aktivite gözlenmiştir. C. albicans' a karşı antifungal etkisinin de ilk iki konsantrayonda (200 µg/ml-8 mm, 100 µg/ml-6 mm)  bulunduğu tespit edilmiştir. Nioli uçucu yağı, sadece B. cereus bakterisine karşı orta etkili MİK değerine ulaşmıştır (MİK: 156 µg/ml). S. aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa ve E.coli, C. albicans' a karşı zayıf etkili bulunmuştur  (>5000 µg/ml).
Palmarosa uçucu yağının ilk 6 konsantrasyonunda MCF-7 hücreleri üzerine % 100 ile % 92,79 arasında değişen inhibisyon oranları tespit edilmiştir. Palmarosa, DU-145 hücreleri üzerine de oldukça yüksek etki göstermiştir. En yüksek konsantrasyonda (200 µg/ml) % 100 ün üzerinde hücre öldürme oranı bulunmuştur. En düşük konsantrasyonda (1,56 µg/ml) dahi % 75,43 olan kanser hücrelerini öldürme oranı oldukça yüksektir. Nioli uçucu yağının ilk 4 konsantrasyonunda MCF-7 hücreleri üzerine oldukça yüksek etki gösterdiği tespit edilmiştir. Nioli uçucu yağının ilk 6 konsantrasyonunda DU-145 hücreleri üzerine oldukça yüksek etki (% 80 ve üzeri) gösterdiği tespit edilmiştir. En düşük konsantrasyonda dahi (1,56 µg/ml)                     % 77,14 inhibisyon göstererek oldukça yüksek bir etkiye sahiptir. 
Palmarosa ve Nioli uçucu yağlarıyla DU-145 ve MCF-7 hücre hatları üzerinde yapılan çalışmalarda, Palmarosa ve Nioli uçucu yağlarının özellikle DU-145 prostat kanseri hücre hattı üzerinde MCF-7 meme kanseri hücre hattına oranla daha etkili olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, Palmorosa ve Nioli uçucu yağlarının antitümör aktivitelerinin yüksek olduğu dozlarda, sağlıklı WI-38 insan fibroblast hücre hattında toksisitelerinin olmadığı gözlenmiştir.


Anahtar kelimeler: Cymbopogon martinii, Melaleuca viridiflora, Antitümör,
Antimikrobiyal, Sitotoksisite, Uçucu yağ

Abstract:
The aim of this study was to investigate the antitumor effects of essential oils Palmarosa obtained from Cymbopogon martinii plant and Nioli obtained from Melaleuca viridiflora on MCF-7 breast cancer and DU 145 prostate cancer cell lines and the cytotoxic activity on the WI-38 human fibroblast cell line. Also it is aimed to investigate the antimicrobial effects on yeast cells and various bacteria.
The antimicrobial effects of Palmarosa and Nioli essential oils were investigated by using Disk Diffusion and Mikrodilution Broth methods. Staphylococcus aureus, Bacillus cereus as gram-positive bacteria for antibacterial effect; Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae as gram-negative bacteria; Candida albicans strains were used for antifungal effect. Solutions of essential oils MCF-7 for detection of antitumor activities on breast cancer and DU-145 prostate cancer cell lines, 200 µg/ml,  100 µg/ml, 50 µg/ml, 25 µg/ml, 12,5 µg/ml, 6,25 µg/ml, 3,125 µg/ml, 1,56 µg/ml concentrations and the viability of the cells was determined by XTT test.
In the disc diffusion method performed with 8 different concentrations of Palmarosa essential oil; It was observed that the first concentrates against K. pneumoniae, S. aureus and E. coli bacteria formed a zone diameters very close to the zone diameters to the antibiotic used as positive control. The antifungal effect against C. albicans was also found in the first two concentrates. Microdilution Broth method used 10 different concentrations (10000 µg/ml, 5000 µg/ml, 2500 µg/ml, 1250 µg/ml, 625 µg/ml, 313 µg/ml, 156 µg/ml, 78 µg/ml, 39 µg/ml, 20 µg/ml). Palmarosa showed the highest antibacterial effect against B. cereus (MIC: <20 µg/ml). It was found to be medium effective against S. aureus, K. pneumoniae, E.coli ve C. albicans. And it was found to be weakly effective against P. aeruginosa. In the disk diffusion method, which was performed with eight different concentrations of Nioli essential oil; only a moderate effective antibacterial activity against K. pneumoniae was observed. The antifungal effect against C. albicans was found in the first two concentrates (200 µg / ml-8 mm, 100 µg / ml-6 mm). Nioli essential oil only reached the medium effective MIC against B. cereus bacteria (MIC: 156 µg / ml). S. aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa, E.coli, C. albicans were found to be weakly effective against Nioli. (> 5000 µg / ml).
It was found that the first 6 concentrations of Palmarosa essential oil had inhibition rates of 100% to 92.79% on MCF-7 cells. It also showed a high effect on DU-145 cells. At the highest concentration (200 µg / ml) a cell killing rate of over 100% was found. The rate of killing cancer cells is 75.43% even at the lowest concentration (1.56 µg / ml). It was found that Nioli essential oil had a very high effect on MCF-7 cells at the first 4 concentrations. It was found that Nioli essential oil had a very high effect (80% and over) on the first 6 concentrations of DU-145 cells. The rate of killing cancer cells with the lowest concentration (1.56 µg / ml) is 77.14%.
Palmarosa and Nioli essential oil studies on DU-145 and MCF-7 cell lines, especially on the DU-145 prostate cancer cell line MCF-7 breast cancer cell line was observed to be more effective. In addition, Palmorosa and Nioli essential oils were found to have no toxicity at healthy WI-38 human fibroblast cell line at doses which have high antitumor activity.


Key words: Cymbopogon martinii, Melaleuca viridiflora, Antitumor, Antimicrobial,
Cytotoxicity, Essential oil