Kurşun maruziyeti ve şelasyon tedavisi sonrası metabolomik ve lipidomik analizler
Metabolomic and lipidomic analysis after lead exposure and chelation treatment
Yazar: TUĞÇE ÇETİN
Danışman: DOÇ. DR. SUNA SABUNCUOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Kurşun = Lead ; Lipidomiks = Lipidomics ; Metabolomikler = Metabolomics ; Oksisteroller = Oxysterols ; Şelasyon tedavisi = Chelation therapy

Özet:
Kurşun, kullanışlı fizikokimyasal özellikleri nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılan ve önemli toksik etkileri bulunan bir ağır metaldir. Tedavisinde şelasyon ajanları uygulanmakta olup, intravenöz sodyum kalsiyum edta tedavide kullanılan önemli şelasyon ajanlarından biridir. Bu tez çalışması ile kurşuna maruz kalan işçilerde şelasyon tedavisi öncesi ve sonrasında metabolomik profilde oluşan değişikliklerin incelenmesi, oto-oksidasyon ile oluşan oksisterol düzeylerinin değerlendirilmesi; bir sfingolipit metaboliti olan sfingozin-1-fosfat (S1P) düzeylerinin ölçümü gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, otooksidasyonla oluşan oksisterol türevlerinden 7-ketokolesterol (7-KC), 3β, 5α, 6β trihidroksi kolestan (triol) ve S1P düzeylerinin belirlenmesi LC-MS/MS ile, metabolomik analizler ise GC-MS/MS ile gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonunda, şelasyon öncesinde 7-KC ve triol düzeyleri sırasıyla 37,35±2,53 ng/ml ve 41,81±2,54 ng/ml olarak ölçülürken, şelasyon sonrasında sırasıyla 22,91±4,49 ng/ml ve 17,64±3,42 ng/ml olarak ölçülmüştür (p<0,001). S1P düzeyleri ise şelasyon öncesi için 60,76 ± 15,03 ng/ml, sonrası için de 48,79 ± 10,75 ng/ml olarak ölçülmüştür. Ayrıca yapılan metabolomik analizlerinde belirlenen metabolitlerden yararlanılarak yolak analizi yapılmış, aspartat, glutamat, homosistein metabolizmaları, mitokondriyal elektron transport zinciri gibi önemli yolakların yanı sıra sfingolipit metabolizması ile linolenik ve linoleik asit metabolizma yolaklarının da etkilendiği belirlenmiştir. Yapılan deneylerde, şelasyon tedavisi öncesi ve sonrası kıyaslandığında şelasyon tedavisinin artmış kolesterol oto-oksidasyonunu geri çevirdiği, S1P düzeylerinin ise şelasyon uygulamasıyla azaldığı belirlenmiştir. Metabolomik analiz sonuçlarının gerçekleştirilen hedefli lipidomik analizlerini destekler nitelikte olduğu öngörülmüştür. Yapılan çalışma, kurşun maruziyetinde lipit metabolizmasının etkilendiğini ve olası hasarın geri döndürülmesinde şelasyon tedavisinin etkili olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Lead is a widely preferred heavy metal in the industry due to its useful physicochemical properties and it has important toxic effects. Chelation agents are used in its treatment and intravenous sodium calcium edta is one of the important chelation agents used in the treatment. With this thesis study, examining the changes in the metabolomic profiles before and after chelation therapy, evaluating the oxysterol levels formed by auto-oxidation; Sphingosine-1-phosphate (S1P) levels, a sphingolipid metabolite, were performed. For this purpose, 7-ketocholesterol (7-KC), 3β, 5α, 6β trihydroxy cholestane (triol) and S1P levels of oxysterol derivatives formed by autoxidation were analyzed by LC-MS/MS. Metabolomic analyzes were performed with GC-MS/MS. 7-KC and triol levels before chelation were measured as 37.35 ± 2.53 ng/ml and 41.81 ± 2.54 ng/ml while after chelation they were 22.91 ± 4.49 ng/ml and 17.64 ± 3.42 ng / ml, respectively (p <0.001). S1P levels were measured as 60.76 ± 15.03 ng/ml before chelation and 48.79 ± 10.75 ng/ml for afterwards. In addition, pathway analysis was made using the metabolites determined in the metabolomic studies. The results showed that important pathways such as aspartate, glutamate, homocysteine metabolisms, mitochondrial electron transport chain, as well as sphingolipid metabolism and linolenic and linoleic acid metabolism pathways were affected. In the experiments, it was determined that the chelation treatment reversed the increased cholesterol auto-oxidation when compared before and after chelation treatment, and S1P levels decreased with chelation application. Metabolomic analysis results were also predicted to support the targeted lipidomic analysis performed. The study has shown that lipid metabolism is affected in lead exposure and chelation therapy is effective in reversing possible damage.