İğnemsi ve polirodanin kaplı iğnemsi TiO2 nanopartiküllerinin insan lenfositlerindeki genotoksik etkileri
Genotoxic effects of needle like and polyrhodanine coated needle like TiO2 nanoparticles in human lymphocytes
Yazar: NUR KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. FATMA ÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Bu çalışmada, iğnemsi TiO2 ve polirodanin kaplı iğnemsi TiO2 (TiO2/PRh) nanopartiküllerinin (NP) insan lenfositlerindeki in vitro genotoksik etkileri kromozom anormallikleri (KA), kardeş kromatit değişimi (KKD) ve mikronükleus (MN) testleri ile araştırılmıştır. İğnemsi TiO2 NP'lerinin (100, 200, 300, 400 ve 500 µg/mL) ve TiO2/PRh NP'lerinin (50, 100, 200, 300, 400 ve 500 µg/mL) farklı konsantrasyonları kullanılmıştır. Her iki nanopartikül de, hem 24 ve hem de 48 saatlik uygulamada, kromozom anormalliği frekansını arttırmıştır. Bununla birlikte, 24 saatlik uygulamada, iğnemsi TiO2 NP'lerinin sadece 500 μg/mL'lik konsantrasyonu kontrole kıyasla istatistiksel olarak anlamlıdır. Hücre başına düşen kromozom anormalliğinde, 24 saatlik uygulamada iğnemsi TiO2 NP'lerinin 500 µg/mL'lik, TiO2/PRh NP'lerinin ise 200, 400 ve 500 µg/mL'lik konsantrasyonlarda kontrole göre anlamlı olduğu tespit edilmiştir. 48 saatlik uygulamada her iki nanopartikül de kromozom anormalliklerinde değişimlere neden olmasına rağmen, bu değişimler kontrole kıyasla anlamlı değildir. KKD/hücre sayısı, 24 saatlik uygulamada, iğnemsi TiO2 NP'lerinin 100 ve 200 µg/mL'lik, TiO2/PRh NP'lerinin 50 ve 400 µg/mL'lik konsantrasyonlarında kontrole kıyasla anlamlı düzeyde artmıştır. 48 saatlik uygulamada, iğnemsi TiO2 NP'leri, bütün konsantrasyonlarda KKD/Hücre sayısında artışa neden olurken, TiO2/PRh NP'leri artış ve azalışlara neden olmuştur. Ancak bu değişimlerin hiçbiri anlamlı değildir. Diğer taraftan, her iki nanopartikül uygulaması mitotik indeksi (Mİ) düşürmüştür. Mitotik indeksteki düşüş, 24 saatlik uygulamada, iğnemsi TiO2 NP'lerinde 100, 400 ve 500 µg/ml'lik, TiO2/PRh NP'lerinde 300 ve 500 µg/mL'lik konsantrasyonlarda anlamlı düzeydedir. 48 saatlik uygulamada, her iki NP'ün de en yüksek üç konsantrasyonunda Mİ'te kontrole kıyasla anlamlı bir düşüş gerçekleşmiştir. Fakat, iğnemsi TiO2 ve TiO2/PRh NP'lerinin hiçbiri nükleer bölünme (NBİ) ve replikasyon indeksini (Rİ) etkilememiştir. Diğer yandan, iğnemsi TiO2 ve TiO2/PRh NP'lerinin hiçbir konsantrasyonu MN frekansını anlamlı düzeyde artırmamıştır. Bu çalışma sonuçlarına göre, KA, KKD ve Mİ'te gözlenen bazı anlamlı etkilerinden dolayı, iğnemsi TiO2 ve TiO2/PRh NP'lerinin her ikisinin de in vitro insan lenfositlerinde zayıf genotoksik ve sitotoksik etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Ancak bu nanopartiküllerin genotoksik etkilerinin tam olarak belirlenebilmesi için daha detaylı araştırmaların yapılması gerekmektedir.

Abstract:
In this study, the in vitro genotoxic effects of needle-like TiO2 and polyrhodanine coated needle-like TiO2 nanoparticles (TiO2/PRh NPs) have been investigated in human peripheral blood lymphocytes by using chromosome aberrations (CAs), sister chromatid exchanges (SCEs) and micronucleus assays (MN). Different concentrations of needle-like TiO2 NPs (100, 200, 300, 400 and 500 μg/mL) and TiO2/PRh NPs (50, 100, 200, 300, 400 and 500 μg/mL) were used. Both NPs induced an increase in the frequency of chromosome aberrations at both 24 and 48 hour treatments. However, this increase was statistically significant at only 500 μg/mL compared to control in the treatment of needle-like TiO2 NPs at 24 hour. The chromosome aberrations per cell have been determined to be statistically significant at concentrations of 500 μg/mL for needle-like TiO2 NPs and, 200, 400 and 500 μg/mL for TiO2/PRh NPs at 24 hour treatment compared to the control. At 48 hour treatment, both NPs have induced changes in CAs/Cell however these changes were not significant compared to the control. SCEs/Cell increased at the concentrations of 100 and 200 μg/mL of needle-like TiO2 NPs and of 50 and 400 μg/mL of TiO2/PRh NPs at 24 hour treatment compared to the control. At 48 hours treatment, SCEs/Cell increased in all the concentrations in the treatment of needle-like TiO2 NPs, while TiO2/PRh NPs induced both increases and decreases. However, none of these changes were significant. On the other hand, both needle-like TiO2 and TiO2/PRh NPs reduced the mitotic index (MI) in lymphocytes compared to the control. At 24 hour treatment, the decrease in MI was significant at 100, 400 and 500 μg/mL concentration for needle-like TiO2 NPs and at 300 and 500 μg/mL concentration for TiO2/PRh NPs compared to the control. At 48 hours treatments, these decline is significant at the highest three concentrations of both NPs compared to control. In contrary, none of the NPs affected nuclear division index (NBI) and replication index (RI). On the other hand, in MN test, none of the concentrations of needle-like TiO2 and TiO2/PRh NPs significantly increased the frequency of MN. Due to some significant affects observed in this study in CAs, SCEs and MI, it can be concluded that both needle-like TiO2 and TiO2/PRh NPs may have weak genotoxic and cytotoxic affects in human lymphocytes in vitro. However, detailed studies should be conducted to be able to conclude genotoxic affects of these nanoparticles.