Perflorooktanoik asitin sitotoksisite ve oksidatif stres indükleyici etkilerinin in vivo ve in vitro sistemlerde araştırılması
Investigation of cytotoxic and oxidative stress-inducing effects of perfluorooctanoic acid in in vivo and in vitro systems
Yazar: BURCU ÜNLÜ ENDİRLİK
Danışman: PROF. DR. AYLİN GÜRBAY
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Fareler = Mice ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Perflorododekanoik asit = Perfluorododecanoik acid ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Vero hücreleri = Vero cells ; İn vitro = In vitro ; İn vivo = In vivo

Özet:
Perflorooktanoik asit (PFOA), toksikolojik öneme sahip kalıcı bir çevresel kirleticidir. Ancak toksik etki mekanizması tam olarak tanımlanmamıştır. Bu çalışmada, PFOA'nın olası sitotoksik ve oksidatif stres indükleyici etkileri taurin ve koenzim Q10 (KoQ10) varlığı ve yokluğunda in vivo ve in vitro model sistemlerde araştırılmıştır. Bu amaçla, çalışmanın in vivo kısmında hayvanlar, PFOA'nın iki farklı konsantrasyonuna (15 veya 30 mg/kg/gün) oral yoldan 10 gün süreyle maruz bırakılmışlar ve karaciğer, beyin ve böbrek dokularında, lipid peroksidasyon,  toplam glutatyon düzeyleri ve antioksidan enzim aktiviteleri (katalaz, glutatyon peroksidaz ve Cu-Zn süperoksit dismutaz) ölçülmüştür. PFOA uygulanan hayvanlarda vücut ağırlıklarında önemli ve doza bağımlı bir azalma ile böbrek ağırlıklarında azalmaya ek olarak hepatomegali gözlenmiştir. MDA düzeylerinin ve enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidan parametrelerin değerlendirilmesi, özellikle daha düşük konsantrasyonda PFOA'nın lipid peroksidasyonu ve antioksidan sistemlerde değişikliği indüklediğini göstermiştir. Farelerin 30 mg/kg PFOA verilmeden önce taurin veya KoQ10'a ön-maruziyeti karaciğer dokusunda PFOA'nın indüklediği lipid peroksidasyona karşı belirgin bir koruma sağlamıştır. Çalışmanın in vitro bölümünde PFOA'nın sitotoksik etkileri MTT deneyi ile belirlenmiş ve bileşiğin vero hücrelerinin canlılığı üzerindeki etkisinin zamana bağımlı olduğu bulunmuştur. Sitotoksisite, PFOA'nın ~≥ 200 μM konsantrasyonlarında gözlenmiştir. Taurin ve KoQ10 ön uygulamasının PFOA'nın indüklediği sitotoksisiteye karşı kısmen koruyucu olduğu saptanmıştır. Bu sonuçlar, PFOA'nın toksisite mekanizmasında reaktif oksijen türlerinin yer aldığına işaret etmektedir.

Anahtar Kelimeler: Perflorooktanoik asit, oksidatif stres, fare, sitotoksisite, vero hücreleri

Abstract:
Perfluorooctanoic acid (PFOA) is a persistent environmental pollutant of toxicological importance. However, its mechanism of toxicity was not well-characterized. The aim of this study was to investigate the possible cytotoxic and oxidative stress inducing effects of PFOA in in vivo and in vitro model systems in the presence or absence of taurine and coenzyme Q10 (CoQ10). For this purpose, in the in vivo part of the study, animals were treated with two different concentrations (15 or 30 mg/kg/day) of PFOA by oral route for 10 days and lipid peroxidation, total glutathione levels, and activities of antioxidant enzymes (catalase, glutathione peroxidase and Cu-Zn-superoxide dismutase) were measured in liver, brain and kidney tissues. A significant and dose-dependent decrease in body weights and hepatomegaly in addition to reduction in kidney weights were observed in animals treated with PFOA. Evaluation of MDA levels and enzymatic and non-enzymatic antioxidant parameters showed that especially lower concentration of PFOA induced lipid peroxidation and a modification on the antioxidant systems. Pre-treatment of mice with taurine or CoQ10 before the administration of 30 mg/kg of PFOA provided a marked protection against PFOA-induced lipid peroxidation in liver tissue. In the in vitro part of the study, cytotoxic effects of PFOA was determined by MTT assay, and it was found that the effect of the substance on the viability of vero cells was time dependent. Cytotoxicity was observed ~≥ 200 μM concentrations of PFOA. Taurine or CoQ10 pretreatment was partially protective against PFOA-induced cytotoxicity. These results suggest the involvement of reactive oxygen species in the mechanism of toxicity of PFOA.

Key Words: Perfluorooctanoic acid, oxidative stress, mice, cytotoxicity, vero cells