GABA antagonisti Siprofloksazin'in sitotoksisite ve oksidan stres indükleyici etkileri üzerinde çalışmalar
Studies on the cytotoxicity an oxidative stress inducing effects of the GABA antagonist ciprofloxacin
Yazar: AYLİN GÜRBAY
Danışman: PROF. DR. FİLİZ HINCAL ; PROF. DR. ALAİN FAVİER
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
ÖZET Gürbay, A., GABA antagonist] Siprofloksazin'in sitotoksisite ve oksidan stres indükleyici etkileri üzerinde çalışmalar, Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Farmasötik Toksikoloji Programı Doktora Tezi, Ankara, 2000. Bu çalışmada, SSS'ndeki zıt etkileri GABA antagonistik aktivitesi ile izah edilegelen fluorokinolon grubu antibiyotik siprofoksazin (CPR)in oksidatif stres ve lipit peroksidasyonu indükleme potansiyeli ve mekanizmaları in vitro koşullarda araştırılmıştır. CPR'in insan normal cilt fibroblast hücresi kültürlerinde ve sıçan primer astrosit hücrelerinde yüksek konsantrasyonlarda sitotoksik olduğu ve lipit peroksidasyonunu indüklediği; hücrelerin E vitamini (a-tokoferol) ile ön inkübasyonunun bu etkileri önlediği gözlenmiştir. CPR'in sıçan beyin ve karaciğer mikrozomlarmda da lipit peroksidasyonunu arttırdığı ve total tiyol düzeylerinde önemli kayıplara neden olduğu gösterilmiş; 4-POBN spin tuzağı varlığında 6-çizgili ve aN= 15.44 G, aHP= 2.86 G aşırı ince yapı sabiteleriyle karakterize bir ESR spektrumuna sahip bir radikal adduct oluşturduğu saptanmıştır. CPR'in indüklediği radikal oluşumunun doza ve zamana bağımlı olarak arttığı; SKF 525A ve ZnCİ2 ile gösterildiği üzere sitokrom P-450 ve NADPH'ya gereksinim gösterdiği ve demir bağımlı olduğu saptanmış; E vitamini ve analoğu troloks'un, desferrioksamin ve dietilentriamin pentaasetik asit gibi demir şelatörlerinin radikal oluşumunu önlediği gösterilmiştir. ESR spektrumunun karakteristikleri nedeniyle karbon merkezli ve lipit türevi bir radikal olduğu düşünülen radikal adductı'nın 4-POBN/pentenil radikal adductı olduğu, on-line HPLC-ESI MS analizi ile gösterilmiştir. ESI MS spektrumu ayrıca, 4' N konumunda azot radikali yapısına sahip okso türevi bir CPR metabolitinin karaciğer mikrozomal ortamında oluştuğunu düşündüren bir molekülün varlığına işaret eder niteliktedir. Sonuç olarak, bu çalışmada elde edilen veriler CPR'in hücresel ve mikrozomal düzeyde oksidatif stres indüklediğini ve neden olduğu mikrozomal lipit peroksidasy onunun muhtemelen hem başlatma hem genişleme fazlarında rol aldığını göstermektedir. Bu etki muhtemelen demir şelate edici etkisiyle, dolayısıyla mikrozomal membranlardaki endojen non-hem demiri mobilize etmesi ile ilgilidir. Ancak tetikleyici ajan ana molekül olmayıp metabolizasyonla oluşan bir ara üründür. Anahtar Kelimeler: Siprofloksazin, sitotoksisite, oksidatif stres, karbon merkezli lipit türevi radikal, ESR, HPLC/MS. Destekleyen Kurumlar: TÜBİTAK-NATOA2, Fransız Hükümeti

Abstract:
VI SUMMARY Gürbay, A., Studies on the cytotoxicity and oxidative stress inducing effects of the GABA antagonist Ciprofloxacin, Hacettepe University Health Sciences Institute PhD Thesis in Pharmaceutical Toxicology, Ankara, 2000. In this study, in vitro oxidative stress and lipid peroxidation inducing effects of the fluoroquinolone antibiotic, ciprofloxacin (CPR), the adverse effects of which has been attributed to its GABA antagonistic activity were investigated. CPR was found to be cytotoxic at high concentrations and induced significant lipid peroxidation in normal human dermal fibroblast cell cultures, and primary cultures of rat astrocyte cells. Preincubation of both cell cultures with vitamin E (a -tocopherol) provided significant protection against both cytotoxicity and induction of lipid peroxidation. Incubation of rat cerebral or liver microsomes with CPR induced significant level of lipid peroxidation and caused significant loss of total cellular thiols, in addition to the production of radicals as shown by ESR-spin trapping with 4-POBN. The ESR analysis revealed a spectrum of a characteristic six-line and signal corresponding to a carbon-centered 4-POBN/lipid- derived radical (aN= 15.44 G, aHp= 2.86 G). The ESR signal intensity was dependent on the concentration of CPR and incubation time; radical generation required the presence of CYP450 activity and NADPH as shown with the inhibition caused by SKF 525 A and ZnCİ2, and seemed to be dependent on iron, chelators such as desferrioxamine and diethylenetriamine pentaacetic acid, and vitamin E and its hydrosoluble analog trolox inhibited the radical production, whereas the addition of iron increased the signal intensity. The on-line HPLC-ESI MS analysis of microsomal incubation mixture showed that the mass spectra contained ions consistent with the trapping of the "pentenyl radical" by 4-POBN. Further analysis of the mass spectra suggested that a 4' N radical form of the oxo metabolite of CPR might have been produced in the microsomal mixture. In conclusion, the data generated in three types of in vitro system suggested that CPR acts as an oxidative stress inducer at cellular and microsomal level and seems to involve in both initiation and propagation steps of lipid peroxidation. This effect is possibly related to its iron chelating activity, hence the mobilization of the endogen non- hem iron in microsomal membranes. However, a metabolically derived intermediate, not the parent molecule, is the triggering agent. Key words: Ciprofloxacin, cytotoxicity, oxidative stress, carbon-centered lipid derived radical, ESR, HPLC/MS. Supported by TÜBİTAK NATOA2, French Government.