Deksametazon ilacının antibakteriyel etkilerinin araştırılması, DNA'ya bağlanmasının in vitro ve in siliko analizi
Study of antibacterial effects of dexamethasone drug, in vitro and in silico analysis of its binding to DNA
Yazar: ÇAĞLA ASLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EBRAHİM VALİPOUR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Bağırsak florası = Intestinal flora ; Serum bakır = Serum copper ; İn vitro = In vitro

Özet:
Anti-inflamatuar etki gösteren bir ilaç olan deksametazon (Dex) dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada ilacın DNA ve bazı flora bakteriyel suşları üzerindeki etkisi araştırıldı. Dex'in DNA kırılmalarına etkisi, süpersarmal plazmid DNA'sının Dex ile muamele edilmesi ve ardından agaroz jel elektroforezi ile analiz edildi. Analiz demir, hidrojen peroksit, askorbik asit, demir artı hidrojen peroksit, bakır ve bakır artı askorbik asit varlığında tekrar edilmiştir. Ek olarak, ilaç-DNA etkileşimleri UV-Vis spektrofotometresi ve in siliko yöntemleri kullanılarak çalışılmıştır. İlacın bazı flora bakteri suşları üzerindeki etkisi, disk difüzyonu ve sıvı besiyeri seyreltme yöntemleri ile araştırılmıştır. Bu in vitro çalışmada, ilaç, süpersarmal DNA'yı insan plazmasında bulunanlardan daha yüksek konsantrasyonlarda (1700, 170, 17, 1,7 ve 0,42 µM) bile kırmamıştır. Dex'in DNA üzerindeki  etkisi, Asc, H2O2, demir ve bakır varlığında değişmedi. İlacın DNA ile bağlanma sabiti, 7256 1/M olarak elde edildi. İn siliko analizi, ilacın, -5.84'lük bir bağlanma enerjisi ile çift sarmal  DNA'nın minör oluğuna bağlandığını, 3 hidrojen bağı ve hidrofobik bağlar yaptığını gösterdi. İlacın 2264 µM'si, E. cloacae, E. coli, E. faecalis ve P. mirabilis koloni oluşturan birimlerini (CFU) sırasıyla % 10, % 23, % 42 ve % 10 arttırmıştır. Aynı zamanda, ilacın 1132 µM'si, E. coli ve E. faecalis'in CFU' sunu sırasıyla % 30 ve % 19 arttırmaktadır. Sonuç olarak, deksametazon, bazı flora bakterilerinde bir artışa neden olurken, in vitro durumda DNA üzerinde herhangi bir etki göstermemektedir.

Abstract:
Dexamethasone (Dex), a drug with anti-inflammatory effects, is widely used worldwide. Therefore this study aimed to investigate the effect of the drug on DNA and some flora bacterial strains. Effect of Dex on DNA breakages was analyzed by treating of supercoiled plasmid DNA with Dex and then analysis on agarose gel electrophoresis. The analysis was repeated at the presence of iron, hydrogen peroxide, ascorbic acid, iron plus hydrogen peroxide, copper and copper plus ascorbic acid. In addition, the drug-DNA interactions were studied using UV-Vis spectrophotometer and in-silico methods. Effect of the drug on some flora bacterial strains was investigated by disc diffusion and broth dilution methods. In this in-vitro study, the drug did not break the supercoiled DNA at any concentrations even at higher concentrations (1700, 170, 17, 1,7 and 0,42 µM) than those found in human plasma. The effect of Dex on DNA did not change in the presence of Asc, H2O2, iron and copper. Binding constant of the drug with DNA was obtained as 7256 1/M. In-silico analysis showed bonding of the drug on a minor groove of double helix DNA by the binding energy of almost -5.84, making 3 hydrogen bonds and hydrophobic bonds. 2264 µM of the drug increased colony forming units (CFU) of E. cloacae, E. coli, E. faecalis and P. mirabilis by 10 %, 23 %, 42 % and 10 % respectively. Also, 1132 µM of the drug cause to increase CFU of E. coli and E. faecalis by 30 % and 19 % respectively.
In conclusion, dexamethasone causes an increase in some of the flora bacteria while it does not show any effect on DNA in in-vitro condition