PEO/PVA/nanokitin nanokompozit hidrojellerinin insan deri fibroblast hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisinin araştırılması
Investigation of cytotoxic effect of nanocomposite hydrogels of PEO/PVA/nanochitin on human skin fibroblast cells
Yazar: SEDEF KIRDAR
Danışman: PROF. DR. SERAP DOĞAN
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Drosophila melanogaster = Drosophila melanogaster ; Hidrojeller = Hydrogels ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Sitotoksisite = Cytotoxicity

Özet:
Hidrojeller, yara ortamını nemli tutarak ağrısız kullanım imkânı sağlamaları ve yara iyileşmesi sırasında fibroblast göçünü kolaylaştırmaları sebebiyle özellikle kronik yaralarda tercih edilmektedir. Bu çalışmada yara örtüsü olarak kullanımının araştırılması için, hidrojel yapısındaki; hidrofilik polietilen oksit (PEO) ve polivinil alkol (PVA) polimerleri ve bu polimerlerin %1, %2.5 ve %5 oranlarındaki nanokitinle karıştırılmasıyla elde edilen formlarının insan dermal fibroblast hücreleri üzerindeki etkileri indirekt ve direkt sitotoksisite yöntemleri kullanılarak MTT ve MTS testleriyle belirlenmiştir. Sitotoksisite sonuçlarına göre; fibroblastlarla indirekt testte 48 saat, direkt testte hem 24 hem de 48 saat inkübe edilen %1, %2.5 ve %5 kitin ilaveli PEO/PVA'nın yüzde metabolik aktiviteyi negatif kontrole kıyasla anlamlı ölçüde artırdığı ve sitotoksik etki göstermediği gözlenmiştir.

İnsanlarla ortak birçok gen bulunduran ve nanopartikül toksisitesi araştırmalarında sıklıkla kullanılan Drosophila melanogaster, toksik ajana maruz kaldığında hem gelişim evresinin hem de nöral hasar sonucu davranış bozukluklarının rahatlıkla takibinin yapıldığı bir model organizmadır. Bu amaçla bu çalışmada in vitro test sonuçlarında anlamlı etki gösteren %2.5 kitin ilaveli PEO ve PVA, % 5 kitin ilaveli PEO/PVA'nın 50 ve 100 µg/mL'lik dozlarının Oregon-R suşları üzerindeki toksik etkileri; puparasyon, pupadan çıkma ve canlılık oranından oluşan gelişim testleri, larva sürünme ve yetişkin tırmanma testinden oluşan davranış testleri ile incelenmiştir. Gelişim ve davranış testleri sonuçlarına göre tüm testlerde kontrole kıyasla anlamlı ölçüde azalış gösteren %5 kitin ilaveli PEO/PVA'nın 100 µg/ mL'lik dozları larva-pupa-yetişkine dönme sayılarının, sürünme testinde larvaların hızının ve tırmanma testinde yetişkin sinek tırmanma sayısının azalmasına sebep olarak Drosophila melanogaster üzerinde toksik bir etki oluşturmuştur.

Abstract:
Hydrogels are especially preferred in chronic wounds, as they keep the wound environment moist, provide painless use and facilitate fibroblast migration during wound healing. In this study, in order to investigate its use as a wound dressing, the cytotoxic effects of hydrophilic polyethylene oxide (PEO) and polyvinyl alcohol (PVA) polymers in the hydrogel structure and the forms obtained by mixing these polymers with 1%, 2.5% and 5% nanochitin on human dermal fibroblast cells were determined by MTT and MTS tests using indirect and direct cytotoxicity methods. According to the results; it was observed that PEO/PVA supplemented with 1%, 2.5% and 5% chitin, incubated for 48 hours in the indirect test with fibroblasts and for both 24 and 48 hours in the direct test, increased the percent metabolic activity significantly compared to the control and did not show cytotoxic effects.

Drosophila melanogaster, which has many genes in common with humans, is a frequently used model organism in nanoparticle toxicity studies, because both the developmental stages and behavioral disorders as a result of neural damage can be easily followed when exposed to a toxic agent. For this purpose, the toxic effects of 50 and 100 µg/mL doses of PEO and PVA with 2.5% chitin and PEO/PVA with 5% chitin, which showed significant effects according to the in vitro test results in this study, were examined by the developmental tests (puparation, larval eclosion and survival rate) and behavioral tests (larval crawling and adult climbing test) on Oregon-R strains. According to the results of developmental and behavioral tests, 100 µg/mL of PEO/PVA with 5% chitin, which showed a significant decrease in all tests compared to the control, decreased the number of larva-pupa-adult ratio, the speed of larvae in the crawling test and the number of climbing adult flies in the climbing test. As a result, it had a toxic effect on Drosophila melanogaster.