Lactobacillus salivarius KC27l suşundan izole edilen ekzopolisakkaritin in vitro genotoksik ve antigenotoksik etkileri
In vitro genotoxic and antigenotoxic effects of an exopolysaccharide isolated from Lactobacillus salivarius KC27l strain
Yazar: BEYZA MERVE YILDIZ
Danışman: PROF. DR. DENİZ YÜZBAŞIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Ekzopolisakaritler (EPS'ler), ökaryotlar ve prokaryotlar tarafından üretilen makromoleküllerdir. Lactobacillus salivarius (Ligilactobacillus salivarius) KC27L suşundan izole edilen ekzopolisakkarit (EPSKC27L), 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH) radikalini ve süperoksit anyon radikalini (O2-.) süpürücü aktivitesi ve demir iyonu (Fe2+) şelatlama aktivitesi ile antioksidan özellik gösterir. Bu çalışma, EPSKC27L'nin in vitro genotoksik ve antigenotoksik etkilerinin araştırıldığı ilk çalışmadır. EPSKC27L (12,50; 25,00; 50,00 ve 100,00 μg/mL), genotoksisite için tek başına ve antigenotoksisite için ise mitomisin-C (MMC; 0,20 μg/mL), metil metansülfonat (MMS; 5,00 μg/mL) veya hidrojen peroksit (H2O2; 100 µM) ile eşzamanlı olarak uygulanmıştır. Bu amaçla insan periferal lenfositlerinde kromozom anormallikleri (KA), kardeş kromatid değişimi (KKD), mikronükleus (MN) ve comet testleri gerçekleştirilmiştir. EPSKC27L'nin yapısı ve EPSKC27L ve EPSKC27L + MMC uygulamalarından sonra hücrelerdeki değişiklikler taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiştir. EPSKC27L tek başına KA, KKD, MN ve comet testlerinde önemli bir genotoksik etkiye neden olmamıştır. EPSKC27L'nin tek başına muamelesi, negatif kontrol (distile su) ile karşılaştırıldığında tüm uygulamalarda yalnızca en yüksek konsantrasyonda (100 µg/mL) mitotik indeksi (Mİ) önemli ölçüde azaltmıştır. EPSKC27L + MMC uygulaması, pozitif kontrol (MMC) ile karşılaştırıldığında, tüm konsantrasyonlarda KA, KKD ve MN'leri (12,50 μg/mL hariç) önemli ölçüde azaltmıştır. EPSKC27L ayrıca MMS tarafından indüklenen KA, KKD ve MN sıklığını da önemli ölçüde azaltmıştır. EPSKC27L, EPSKC27L + MMC ve EPSKC27L + MMS uygulamaları replikasyon indeksi (Rİ) ve nükleer bölünme indeksini (NBİ) önemli düzeyde etkilememiştir. EPSKC27L, H2O2 tarafından indüklenen DNA hasarını da anlamlı oranda azaltmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, EPSKC27L'nin genotoksik aktiviteye sahip olmadığını, ancak MMC, MMS ve H2O2 mutajenlerine karşı antigenotoksik aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir. EPSKC27L ve EPSKC27L + MMC uygulamaları SEM'de gözlenen lenfosit ve eritrositlerde önemli değişikliklere neden olmamıştır. Sonuç olarak, EPSKC27L'nin genotoksik ajanlara karşı kemopreventif aktivite sergilediği bulunmuştur. Bu etkinin EPS'nin güçlü antioksidan özelliklerinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

Abstract:
Exopolysaccharides are macromolecules produced by eukaryotes and prokaryotes. Exopolysaccharide isolated from Lactobacillus salivarius (Ligilactobacillus salivarius) KC27L strain (EPSKC27L) demonstrates antioxidant properties including 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazase (DPPH) radical and superoxide anion radical (O2-.) scavenging activity, and iron ion (Fe2+) chelating activity. This is the first study to investigate in vitro genotoxic and antigenotoxic effects of EPSKC27L. EPSKC27L (12.50; 25.00; 50.00 ve 100.00 μg/mL) was applied alone for genotoxicity and simultaneously in combination with mitomycin C (MMC; 0.20 μg/mL), methyl methanesulfonate (MMS; 5.00 μg/mL) and hydrogen peroxide (H2O2; 100 µM) for antigenotoxicity. For this purpose, chromosome aberration (CA), sister chromatid exchange (SCE), micronucleus (MN), and comet assays were performed in human peripheral lymphocytes. The structure of EPSKC27L and changes in cells after EPSKC27L and EPSKC27L + MMC treatments were studied using scanning electron microscopy (SEM). EPSKC27L alone did not cause a significant genotoxic effect in CA, SCE, MN, and comet tests. Treatment of EPSKC27L alone significantly reduced mitotic ındex (MI) at the highest concentration (100 µg/mL) in all treatments, compared to the negative control (distilled water). Treatment of EPSKC27L + MMC significantly decreased CA, SCE, and MN (except 12.50 μg/mL) at all concentrations, compared to positive control (MMC). EPSKC27L, also significantly decreased the frequency of CA, SCE and MN induced by MMS. EPSKC27L, EPSKC27L + MMC ve EPSKC27L + MMS treatments did not significantly affect the replication index (RI) and nuclear division index (NDI). EPSKC27L also significantly reduced DNA damage induced by H2O2. The results of this study show that exopolysaccharide EPSKC27L has no genotoxic activity, but it has antigenotoxic activity against MMC, MMS, and H2O2 mutagens. EPSKC27L and EPSKC27L + MMC treatments did not cause significant changes in lymphocytes and erythrocytes in SEM observations. Consequently, EPS was found to exhibit chemopreventive activity against genotoxic agents. This effect is considered to be due to the strong antioxidant properties of EPS.