Kondrositlerde oksidatif stresle indüklenen hücresel yaşlanma üzerine Rosmarinus officinalis bileşenlerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of Rosmarinus officinalis components on oxidative stress-induced cellular aging in chondrocytes
Yazar: KÜBRA KAYA
Danışman: PROF. DR. LEYLA DİDEM KOZACI ; PROF. DR. ASLI FAHRİYE CEYLAN
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Translasyonel Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Romatoloji = Rheumatology

Özet:
Yaşlanmanın ayırt edici özelliklerinden biri olan senesens kalıcı hücre döngüsü
durması ve proinflamatuar moleküllerin çevredeki mikro çevre salınması ile
karakterizedir. Senesens, farklı koşullar altında olumlu ya da olumsuz roller oynayan
karmaşık ve evrimsel olarak korunan bir programdır. Kıkırdak dokunun ana hücresi
olan kondrositler, kıkırdak bütünlüğünü, travmalara bağlı matrikste gelişen hasarı
onararak korumaktır. Bu etkinin yok olması ve kondrosit hücrelerinde meydana gelen
değişiklikler dejeneratif hastalık olan osteoartrit ile ilişkilidir. Senesens, OA dahil
olmak üzere yaşlanmayla ilişkili sayısız hastalığın patogenezinde ve ilerlemesinde rol
oynar. Eklemde meydana gelen zararlı mikroçevre değişiklikleri ve disfonksiyonu
yaşlanan kondrositlerin seçici olarak elimine edilmesiyle değiştirilebilir; bu yolla
kıkırdağının yaşlanması yavaşlatılabilir, hatta durdurulabilir. Bu eliminasyon işlemi
için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Senesens hücrelerin ölümünü seçici olarak
indükleyen ilaçları (senolitikler) kullanarak yaşlanan hücrelerin ortadan kaldırılması
OA tedavisine yönelik farmakoterapötik bir yaklaşımdır. Rosmarinus Officinalis
(biberiye) bileşenleri anti-oksidan, anti- inflamatuvar ve detoksifiye edici etkilere
sahiptirler. Bu bilgiler ışığında çalışmamız da kondrositlerde oksidatif stresle
indüklenen hücresel yaşlanma üzerine biberiye bileşiklerinin olası etkilerini ve
mekanizmalarını incelemek amaçlanmıştır.
Bu amaçla çalışmamızda insan kondrosit hücrelerinin senesensi H2O2 ile
indüklenmiştir. Senesensi indüklenmemiş ve indüklenmiş gruplarda Rosmarinik asit
(RA, Karnosol (K) ve Karnosik Asit (KA) uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Hücre
proliferasyonu (WST-1), toksisite (LDH), oksidatif stres (MDA düzeyleri), senesens
belirteçleri (SA-β- galaktozidaz) üzerinde çalışılmıştır. Ayrıca senesens belirteçleri
(p16 ve p21), apoptoz belirteçleri (Bcl-2, p53) ve ER stres belirteçleri (XBP-1 ve
CHOP) gen (RT-qPCR) ve protein (WB ve immünositokimya) düzeyinde çalışılmıştır.
Çalışmamız sonucunda uyguladığımız bileşiklerin (RA, K ve KA) proliferasyonu ve
toksisiteyi doza bağımlı olarak etkilediğini, MDA düzeylerini azalttıklarını bunun
sonucunda anti-oksidan özelliklerini, p16 ve p21 gen ekspresyonlarını
baskıladıklarını, bunun sonucunda hücre döngüsü durmasına ya da döngüsü durmuş
hücre gruplarında döngüye yeniden dönüş olabileceğini bulduk. Apoptozu
baskıladıkları ve ER stresi azalttıkları gen ve protein düzeyinde gösterilmiştir. Bu
bileşiklerin OA gibi hastalıkların tedavisinde olası antiokasidan ajan olarak
kullanımında doz etkimliği göz önünde bulundurulmalıdır.

Abstract:
Senescence, one of the hallmarks of aging, is characterized by permanent cell
cycle arrest and the release of proinflammatory molecules into the surrounding
microenvironment. Senescence is a complex and evolutionarily conserved program
that plays positive or negative roles under different conditions. Chondrocytes, the main
cells of cartilage tissue, maintain cartilage integrity by repairing damage to the matrix
due to trauma. The absence of this effect and changes in chondrocyte cells are
associated with the degenerative disease osteoarthritis. Senescence plays a role in the
pathogenesis and progression of numerous diseases associated with aging, including
OA. The deleterious microenvironmental changes and dysfunction occurring in the
joint can be altered by selectively eliminating senescent chondrocytes; in this way,
aging of the cartilage can be slowed down or even stopped. Various methods are used
for this elimination process. Elimination of senescent cells using drugs that selectively
induce the death of senescent cells (senolytics) is a pharmacotherapeutic approach to
the treatment of OA. Rosmarinus officinalis (rosemary) components have anti-oxidant,
anti-inflammatory and detoxifying effects. In light of this information, our study aimed
to investigate the possible effects and mechanisms of rosemary compounds on cellular
aging induced by oxidative stress in chondrocytes.
In our study, senescence in human chondrocyte cells was induced with H2O2.
Applications of Rosmarinic Acid (RA), Carnosol (K), and Carnosic Acid (KA) were
conducted in both non-induced and induced senescence groups. We investigated cell
proliferation (WST-1), toxicity (LDH), oxidative stress (MDA levels), and senescence
markers (SA-β-galactosidase). Additionally, we studied senescence markers (p16 and
p21), apoptosis markers (Bcl-2, p53), and ER stress markers (XBP-1 and CHOP) at
gene (RT- qPCR) and protein (WB and immunocytochemistry) levels. Our study found
that the applied compounds (RA, K, and KA) dose-dependently affected proliferation
and toxicity, reduced MDA levels, thereby suppressing antioxidant properties, and
inhibited p16 and p21 gene expressions. This may potentially lead to cell cycle arrest
reversal or re-entry in arrested cell groups. We also demonstrated their suppression of
apoptosis and reduction of ER stress at gene and protein levels. Dose-effectiveness
should be taken into consideration when using these compounds as potential
antioxidant agents in the treatment of diseases such as OA.