Fumonisin B1'in kanser ile ilişkili yolaklarda rol oynayan genler üzerine etkilerinin hücre kültürlerinde araştırılması
Investigation of the effects of fumonisin B1 on genes playing role in cancer-related pathways in cell cultures
Yazar: ŞEYDA ÖMERUSTAOĞLU BAYOĞLU
Danışman: PROF. DR. SİBEL ÖZDEN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Epigenez-genetik = Epigenesis-genetic ; Fumonisin = Fumonisin ; Genler = Genes ; Histonlar = Histones ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Sinyal nakli = Signal transduction ; Sitotoksisite = Cytotoxicity

Özet:
Mısır ve benzeri ürünlerin Fusarium türleri tarafından kontamine olmasıyla karşımıza çıkan Fumonisin (FB1) insan ve hayvan sağlığı açısından yüksek risk oluşturmaktadır. Yapılan çalışmalarda, FB1'in hepatotoksik, nefrotoksik, nörotoksik, immunotoksik ve teratojenik etkiler gösterdiği bildirilmiştir. Kanser gelişiminde rol oynadığı bilinen FB1'in sfinganin birikmesine sebep olarak sfingolipid biyosentezine yol açmakta ve böylelikle kanserde rol oynayan hücre çoğalması, apoptoz gibi yolaklarda rol oynadığı belirtilmektedir. Ayrıca, FB'in genotoksik özellikte olmadığı karsinojenez sürecinde epigenetik mekanizmalar üzerinden de etkisini gösterebileceği öne sürülmektedir. Tez çalışmasında, FB1'in toksisitesinde epigenetik mekanizmalardan DNA metilasyonunun rolünün araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, insan böbrek hücrelerinde (HK-2) FB1'in global DNA metilasyonu, tümör baskılayıcı genlerin DNA metilasyonu ve değişiklik gözlenen genlerin ekspresyonu araştırılmıştır. FB1, MTT ve NRU testleri ile sırasıyla %34 ve %38 oranında hücre ölümüne sebep olduğu gösterilmiş olup, FB1'in %50'lik inhibisyon konsantrasyonu (IC50) hesaplanamamıştır. HK-2 hücrelerinde 10; 50 ve 100 µM konsantrasyonlarda 24 saat FB1 maruziyeti gerçekleştirildi. 100 µM konsantrasyonda FB1 maruziyetinin global DNA metilasyonunu 2,23 kat arttırdığı gözlenirken, bu durumun DNMT enzimlerindeki değişiklikler ile ilişkili olmadığı gözlendi. FB1'in tümör baskılayıcı genlerde metilasyon üzerine etkileri panel arrayler kullanılarak araştırılmış olup, FB1'in birçok gende 50 ve 100 µM konsantrasyonlarda metilasyon seviyelerinde anlamlı derecede artışa sebep olduğu gözlenmiştir. Metilasyonda değişiklik gözlenen genlerden bazıları seçilmiş olup (CD44, CDKN1A, CDKN2B, CTNNB1, MYC, PTEN, RASSF ve p16), FB1 maruziyetinin bu genlerin de ekspresyonlarında artan metilasyon ile uyumlu anlamlı derece azalmalara sebep olduğu gösterilmiştir. Tez çalışmasının, FB1'in kanser yolaklarında rol oynayan mekanizmalar üzerine yapılan çalışmalara katkı sağlanması beklenmektedir.

Abstract:
Fumonisin B1 (FB1), which is emerged by contamination of corn and similar products with Fusarium species, causes a high risk for human and animal health. In the studies, it has been reported that FB1 shows hepatotoxic, nephrotoxic, neurotoxic, immunotoxic and teratogenic effects. In addition, FB1 is known to play a role in cancer development. The reason of this effect is the accumulation of sphinganine, which plays an important role in the cell proliferation pathway and apoptic modulation, and the impairment in sphingolipid biosynthesis. In addition, it is suggested that FB1 is not genotoxic and can act through epigenetic mechanisms in the carcinogenesis process. In the thesis study, it has been aimed to investigate the role of DNA methylation, one of the epigenetic mechanisms, in the toxicity og FB1. So that, global DNA methylation of FB1, DNA methylation of tumor suppressor genes and expression of altered genes in human kidney cells (HK-2) has been investigated. When the cytotoxicity of FB1 was examined, for 24 h with 200 μM concentration, the death rates were observed 34% in MTT test and 38% in NRU test. Therefore, it could not be reached to an inhibition concentration rate of 50%. IC50 could not be calculated. It was observed that FB1 exposure at 100 μM concentration increased global DNA methylation by 2,23 fold, but this was not related to changes in DNMT enzymes. The effect of 24 hour FB1 exposure at 10, 50 and 100 μM concentrations on methylation in tumor suppressor genes were investigated by studying panel arrays. Significant increases in methylation levels at 50 and 100 μM concentrations have been observed in mosf of the genes. These results have been shown to be consistent with the expression results during the study. Significant decreases in the expression of selected genes CD44, CDKN1A, CDKN2B, CTNNB1, MYC and p16. It has been expected that the thesis study will contribute to the studies on the mechanisms that play a role in FB1 cancer pathways.