Rutenyum CS91'in bakteriyel biyofilme inhibisyon aktivitesi ve akciğer kanser hücresine antikarsinojenik etkisinin araştırılması
Investigation of ruthenium CS91's bacterial biofilm inhibition activity and anticarcinogenic effect on lung cancer cells
Yazar: VOLKAN KUZUCU
Danışman: PROF. DR. NAZİME MERCAN DOĞAN
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyofilm = Antibiofilm ; Antikanser = Anticancer ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis

Özet:
Rutenyum kompleksleri, son yıllarda antibakteriyel ve antikanser özellikleri nedeniyle çeşitli hastalıkların tedavisinde potansiyel bir tedavi aracı olarak dikkat çeken bileşiklerdir. Antibiyofilm stratejileri, bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde önemli bir alan oluşturmakta olup, biyofilm oluşturan patojenlerin tedaviye karşı direnç gösterme kapasitesini aşmayı hedeflemektedir. Rutenyum bileşenlerinin, biyofilm oluşturan bakterilerle savaşabilmesinin yanın da kanser hücrelerini hedef alarak sitotoksik aktivite göstermesi, migrasyonu önlemesi ve apoptozu indükleyebilmesi onları hem antibiyotik hem de antikanser tedavi stratejilerinde umut verici adaylar yapmaktadır. Bu çalışmada, rutenyum kompleksi CS91'in Pseudomonas aeruginosa PAO1 üzerindeki antibiyofilm etkileri ve A549 akciğer kanseri hücre hattı üzerindeki sitotoksik, koloni formasyon ve migrasyon inhibe edici etkileri incelenmiştir. Rutenyum CS91'in, P. aeruginosa PAO1'in biyofilm oluşumu ve oluşan biyofilmi parçalama etkileri XTT testi değerlendirilmiştir. Bu antibiyofilm etki ayrıca toplam EPS analizi, CTC-DAPI floresan boyama yöntemi ve zamana bağlı öldürme analiz yöntemleri ile de doğrulanmıştır. RuCS91'in P. aeruginosa biyofilm yapısını önemli derecede inhibe ve degrade ettiği bulunmuş olup bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde kullanım potansiyeli yüksek bir ajan olduğu tespit edilmiştir. İnsan Akciğer Kanseri (A549) hücre hattında rutenyum CS91'in sitotoksik potansiyeli ve apoptotik etkileri, MTT testi, Annexin V/FITC ve PI boyama ve Gerçek Zamanlı PZR yöntemleriyle değerlendirilmiştir. EC50 değeri 3,20 µM bulunmuş ve 25 µM konsantrasyonda RuCS91'in hücre canlılığını %90'ın üzerinde inhibe ettiği tespit edilmiştir. RuCS91'in A549 hücrelerinde %20,59 oranında apoptoza sebep olduğu ve apoptozda rol oynayan genlerin ekspresyonunu artırarak hücre ölümünü teşvik ettiği gösterilmiştir. Sonuçlar, rutenyum CS91'in P. aeruginosa PAO1 üzerindeki antibiyofilm etkilerinin yanı sıra, A549 kanser hücrelerinde antikanser etkinlik gösterdiğini ve apoptoz yolaklarını tetikleyerek potansiyel bir tedavi aracı olabileceğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Ruthenium complexes have gained attention in recent years as potential therapeutic agents due to their antibacterial and anticancer properties. Antibiofilm strategy is an important area in the treatment of bacterial infections, aiming to overcome the resistance of biofilm-forming pathogens to conventional therapies. In addition to their ability to combat biofilm-forming bacteria, ruthenium compounds also exhibit cytotoxic activity, prevent migration, and induce apoptosis in cancer cells, making them promising candidates for both antibiotic and anticancer therapeutic strategies. In this study, the antibiofilm effects of ruthenium complex CS91 on Pseudomonas aeruginosa PAO1 and its cytotoxic, colony formation, and migration inhibitory effects on A549 lung cancer cell line were investigated. The effects of ruthenium CS91 on biofilm formation of P. aeruginosa PAO1 and disruption of the formed biofilm were evaluated by XTT assay. This antibiofilm effect was also confirmed by total EPS analysis, CTC-DAPI fluorescent staining method and time-dependent killing analysis methods. It has been found that RuCS91 significantly inhibits and degrades the biofilm structure of P. aeruginosa, indicating its high potential as an agent for the treatment of bacterial infections. In the human lung cancer (A549) cell line, the cytotoxic potential and apoptotic effects of ruthenium CS91 were evaluated using MTT assay, Annexin V/FITC and PI staining, and Real-Time PCR methods. The EC50 value of RuCS91 was found to be 3.20 µM, and it was observed to inhibit cell viability by more than 90% at a concentration of 25 µM. RuCS91 induced apoptosis in A549 cells at a rate of 20.59%, and it was shown to promote cell death by increasing the expression of genes involved in apoptosis. The results indicate that ruthenium CS91 not only exerts antibiofilm effects on P. aeruginosa PAO1, but also demonstrates anticancer activity in A549 cancer cells, triggering apoptosis pathways and suggesting its potential as a therapeutic agent.