CdTe kuantum nokta nanopartiküllerinin karaciğer ve böbrek toksisitesi üzerine silimarin ve mitokinonun (MİTOQ) antioksidan etkisi
Antioxidant effect of silymarin and mitoquinone (MİTOQ) on liver and kidney toxicity of CdTe quantum dot nanoparticles
Yazar: SEDA ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. ENDER ERDOĞAN
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Kuantum noktalarının kullanımının artması ve insan vücuduna artan maruziyeti sonucu partiküllerin toksisitesinin incelenmesi önemli bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmada CdTe kuantum nokta nanopartikülleri uygulanmış farelerde görülen histopatolojik ve biyokimyasal değişikliklere antioksidan özelliği bilinen Silimarin ve Mitokinonun etkinliği araştırılmıştır.
4 gruptan oluşan çalışmada 26 erkek swiss fare kullanıldı. G1-Kontrol (n=5); G2-CdTe Kuantum Nokta (KN) (10mg/kg) Uygulanan grup (n=7); G3-Silimarin (100 mg/kg) + KN (10mg/kg) Uygulaması (n=7); G4-Mitokinon (MitoQ) (5 mg/kg) + KN (10mg/kg) Uygulaması (n=7). Etken maddeler tek doz şeklinde CdTe KN uygulamasından 2 saat önce ip olarak uygulandı. 2 saatin sonunda kontrol grubu hariç tüm gruplara tek doz CdTe KN iv olarak kuyruk veninden uygulandı. Kontrol grubuna aynı şekilde fizyolojik salin uygulandı. Enjeksiyonlardan 24 saat sonra hayvanlar sakrifiye edilerek doku örnekleri alındı.
Dokuların hiperspektral mikroskop görüntüleri ve konfokal mikroskop görüntüleri elde edildi, ICP-MS analizi ile Cd+2 ölçümü yapıldı. Genel histopatolojisi değerlendirildi, Anti MT-2A antikoru ile Cd+2 birikimi, Anti MT-MMP 2 ve anti MMP 9 antikorları ile Anti IL-10, anti IL- 1 ve anti TNF  antikorları ile inflamatuvar yanıt, Anti Ki-67 ile proliferatif yanıt, anti kaspaz-8 ve anti kaspaz-9 antikorları ve TUNEL yöntemiyle apopitoz değerlendirmesi flüorensan mikroskop ile yapıldı. Serum örneklerinden toplam antioksidan (TAS) ve toplam oksidan (TOS), albümin, direkt bilirubin, total bilirubin, üre, kreatinin, ALT, AST, LDH seviyeleri incelendi. Dokularda MDA, SOD ve CAT seviyelerinin ELİSA analizi yapıldı.
Karaciğer ve böbrek dokularında CdTe KN uygulanan grupta artmış dejenerasyon ve inflamasyon gözlenirken silimarin ve mitokinon uygulaması yapılan gruplarda bu dejenerasyonun azaldığı görülmüştür. İmmünflüoresan değerlendirme sonuçları ile kontrol grubuna göre KN grubunda artan inflamasyon ve apoptoz gösterildi. Silimarin ve mitokinonun dokularda MMP 9, IL-10, IL-1  ve TNF , Kaspaz 9, TUNEL pozitif hücre oranını, MDA'yı ve serum ALT, AST ve LDH seviyelerini azalttığı, SOD ve CAT seviyelerini ise arttırdığı gözlenmiştir. KN uygulaması ile artan MT-MMP2 ve Kaspaz 8 seviyelerine antioksidanlar anlamlı düzeyde etki edemedi (p<.001). TAS (p=.509), TOS (p=.588) ve OSİ (p=.491) açısından çalışma grupları arasında anlamlı bir farklılık saptanmadı. 
Bu sonuçlara göre, CdTe KN uygulaması ile silimarin ve mitokinon ön tedavisinin karaciğer ve böbrek dokusunda bazı parametreler üzerinde oksidatif stresi azaltabildiği, apopitozu ve inflamasyonu azaltarak koruyucu etki sağlayabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
As a result of the increasing use of quantum dots and their increased exposure to the human body, the investigation of the toxicity of the particles has become an important issue. In this study, the effectiveness of Silymarin and Mitoquinone, which are known to have antioxidant properties, on the histopathological and biochemical changes observed in mice treated with CdTe quantum dot nanoparticles were investigated.
In the study consisting of 4 groups, 26 male Swiss mice were used. G1-Control (n=5); G2-CdTe Quantum Dot (QD) (10mg/kg) Applied group (n=7); G3-Silymarin (100 mg/kg) + QD (10mg/kg) Administration (n=7); Administration of G4-Mitoquinone (MitoQ) (5 mg/kg) + QD (10mg/kg) (n=7). Ip was applied 2 hours before the CdTe QD application of the active substances in a single dose. At the end of 2 hours, a single dose of CdTe QD was administered iv from the tail vein to all groups except the control group. Physiological saline was applied to the control group in the same way. Animals were sacrificed 24 hours after the injections and tissue samples were taken.
Hyperspectral microscope images and confocal microscope images of the tissues were obtained, Cd+2 measurement was made by ICP-MS analysis. General histopathology was evaluated, Cd+2 accumulation with Anti MT-2A antibody, inflammatory response with Anti MT-MMP 2 and anti MMP 9 antibodies, Anti IL-10, anti-IL- 1 and anti TNF  antibodies, proliferative response with Anti Ki-67, apoptosis evaluation by anti-caspase-8 and anti-caspase-9 antibodies and TUNEL method were performed with fluorescent microscope. Total antioxidant (TAS) and total oxidant (TOS), albumin, direct bilirubin, total bilirubin, urea, creatinine, ALT, AST, LDH levels were analyzed from serum samples. ELISA analysis of MDA, SOD and CAT levels in tissues was performed.
While increased degeneration and inflammation were observed in the liver and kidney tissues in the CdTe QD applied group, it was observed that this degeneration decreased in the silymarin and mitoquinone application groups. With the results of the immunofluorescence evaluation, increased inflammation and apoptosis were observed in the QD group compared to the control group. It was observed that silymarin and mitoquinone decreased MMP 9, IL-10, IL-1 and TNF , Caspase 9, TUNEL positive cell rate, MDA and serum ALT, AST and LDH levels, while increasing SOD and CAT levels in tissues. Antioxidants did not have a significant effect on MT-MMP2 and Caspase 8 levels, which were increased by QD application (p<.001). There was no significant difference between study groups in terms of TAS (p=.509), TOS (p=.588) and OSI (p=.491).
According to these results, it has been shown that CdTe KN application and silymarin and mitoquinone pretreatment can reduce oxidative stress on some parameters in liver and kidney tissue, and provide prophilactic effect by reducing apoptosis and inflammation.