Metforminin sitotoksik, apoptotik ve genotoksik etkilerinin in vitro değerlendirilmesi
In vitro assessment of cytotoxic, apoptotic and genotoxic effects of metformin
Yazar: TUBA SARIAYDIN
Danışman: PROF. DR. ÜLKÜ ÜNDEĞER BUCURGAT
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akım sitometrisi = Flow cytometry ; Apoptozis = Apoptosis ; Comet tekniği = Comet assay ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Hücre dizisi = Cell line ; Metformin = Metformin ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Sitotoksisite testleri-immünolojik = Cytotoxicity tests-immunologic ; İn vitro = In vitro

Özet:
Metformin, diabetes
mellitus tedavisinde yaygın olarak kullanılan bir biguanid türevidir. Son zamanlarda
yapılan çalışmalarda metforminin antikanser özelliği gösterilmiştir. Metforminin olası
antikanser etki mekanizmaları tam olarak açıklık kazanmamıştır. Bu sebeple çeşitli insan
kanser hücre hatlarında, hücre çoğalması ve apoptoz üzerine etkilerine olan ilgi artmış ve
bu konuda çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Bu tezde HepG2 ve HeLa hücre hatlarında
metforminin sitotoksik, genotoksik ve apoptotik etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
HepG2 hücrelerinde metforminin 48 saatlik inkübasyon sonrası 0,5-2 mM konsantrasyon
aralığında (-) kontrol ile karşılaştırıldığında önemli bir sitotoksik etki oluşturmadığı; ancak
4 mM ve üzeri konsantrasyonlarda doz bağımlı olarak hücre canlılığını istatistiksel olarak
anlamlı azalttığı görülmüştür. HepG2 hücrelerinde IC50 değeri 57,3 mM bulunmuştur. HeLa
hücrelerinde metforminin 0,5-16 mM konsantrasyon aralığında 48 saatlik inkübasyon
sonrası (-) kontrol ile karşılaştırıldığında önemli bir sitotoksik etki oluşturmadığı; ancak
32 ve 64 mM konsantrasyonlarında doz bağımlı olarak hücre canlılığını istatistiksel olarak
anlamlı azalttığı görülmüştür. HeLa hücrelerinde IC50 değeri 76,9 mM bulunmuştur.
Comet yöntemi ile değerlendirmede HepG2 ve HeLa hücrelerinde metforminin çalışılan
tüm konsantrasyonlarında (5-1000 μM) (+) kontrolle kıyaslandığında DNA hasarını
istatistiksel olarak anlamlı azalttığı belirlenmiştir. HepG2 hücreleri ile yapılan hücre
siklusu analizinde hücre popülasyonunda sadece 32 mM konsantrasyonda % 10 oranında
apoptoz gözlenmiştir. HepG2 hücrelerinde hücre siklusuna metforminin etkisi (-) kontrol
ile kıyaslandığında 4, 8 ve 64 mM konsantrasyonlarda G0/G1 fazında birikimde artış
gözlenmiş olup (-) kontrole (% 80) göre yüksek bulunmuştur (sırasıyla % 91, % 99, % 97).
HepG2 hücrelerinde proliferasyon gözlenmiştir. HeLa hücreleri ile yapılan hücre siklusu
analizinde hücre popülasyonunda 4, 32 ve 64 mM'lik konsantrasyonlarda sırasıyla % 30,
% 39, % 27 oranında apoptoz gözlenmiştir. Çalışma sonuçları, metforminin sitotoksik
olmayan yüksek dozlarında oksidatif DNA hasarını azaltabileceğini ve apoptoza yol
açabileceğini göstermektedir, ancak bu sonuçların desteklenmesi için daha ileri çalışmalar
gerekmektedir.

Abstract:
Metformin is a biguanide derivative
widely used in the treatment of diabetes mellitus. Recent studies have shown the
anticancer properties of metformin. The possible mechanisms of anticancer effects of
metformin have not been fully elucidated. For this reason, interest in the effects on cell
proliferation and apoptosis has increased in various human cancer cell lines and studies
have been started. In this thesis, it is aimed to investigate cytotoxic, genotoxic and
apoptotic effects of metformin on HepG2 and HeLa cell lines. Metformin in HepG2
cells did not produce a significant cytotoxic effect when compared to (-) control after 48
h incubation in the 0,5 - 2 mM concentration range; but at a concentration of 4 mM and
above, there was a statistically significant decrease in cell viability in a dose-dependent
manner. The IC50 value in the HepG2 cells was found to be 57,3 mM. In HeLa cells,
metformin did not produce a significant cytotoxic effect when compared to (-) control
after 48 h incubation in the concentration range of 0,5-16 mM; but cell viability
decreased in a dose-dependent manner at concentrations of 32 and 64 mM which was
statistically significant. The IC50 value in HeLa cells was found to be 76,9 mM. It was
determined that when compared to (+) control all the concentrations of metformin (5-
1000 μM) in the HepG2 and HeLa cells were statistically significantly reduced by the
Comet method. Cell cycle analysis with HepG2 cells revealed a 10 % apoptosis in the
cell population at a concentration of only 32 mM. Effect of metformin on cell cycle
in HepG2 cells, increase in G0 / G1 phase accumulation was observed at 4, 8 and 64
mM concentrations compared to (-) control (80 %) and it was found higher compared
with the (-) control of cell cycle (91 %, 99 %, 97 % respectively). Proliferation was
observed in HepG2 cells. Cell cycle analysis with HeLa cells revealed apoptosis of 30
%, 39 %, 27 % in the cell population at 4, 32 and 64 mM concentrations, respectively.
Our results have shown that it may reduce oxidative DNA damage in non-cytotoxic
high doses of metformin and may lead to apoptosis, but further studies are needed to
support these results.