Bleomisinin genotoksik hasarına karşı in vivo radyo frekans alan uygulamanın oluşturduğu adaptif cevabın DNA onarım mekanizmalarında görev alan genlerde araştırılması
Investigation of the Dna repair mechanisms genes for the adaptive response due to in vivo radio frequency field application against genotoxic damage of bleomycin
Yazar: YUSUF KÜÇÜKBAĞRIAÇIK
Danışman: DOÇ. DR. ELÇİN ÖZGÜR BÜYÜKATALAY ; ÖĞR. GÖR. MOHAMMADREZA DASTOURİ
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Bleomisin = Bleomycin ; DNA hasarı = DNA damage ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Radyofrekans = Radiofrequency ; Radyofrekans = Radiofrequency

Özet:
Adaptif cevap; hücrenin veya canlının önce toksik olmayan düşük dozda genotoksik kimyasal ajanlara veya iyonizan radyasyona maruz kalması ve daha sonra uygulanan toksik dozların canlıda oluşturacağı hasara karşı dirençli hale getirmesidir. Kimyasal ajanların veya iyonizan radyasyon oluşturduğu bilinen bu olguyu ön radyofrekans alan uygulamasının da oluşturduğu gösterilmiştir. Ön radyofrekans alan uygulamasının daha sonra uygulanan toksik maddelere karşı hücreyi daha dirençli hale getirdiği gösterilmiştir. Fakat radyofrekans alanların oluşturduğu adaptif cevabın moleküler düzeyinde ki çalışmaları özelikle de in vivo çalışmalar oldukça kısıtlıdır. Radyo frekans dalgalar ile adaptif cevabın oluşumu ve altında yatan moleküler mekanizmayı aydınlatmak için tasarladığımız çalışma da sağlıklı Swiss Albino farelerde genomik stabiliteden sorumlu genler, apoptosiz üzerine olan olası etkileri, serbest radikaller ve antioksidan mekanizması arasındaki denge araştırılmıştır.  Deney için; kontrol, sham, R (900 MHz 120 µW/cm2 günlük 4 saat 7 gün boyunca), B (37.5 mg/kg bleomisin (BLM), intraperitonal (i.p.), RB (900 MHz 120 µW/cm2 günlük 4 saat 7 gün boyunca + 37.5 mg/kg BLM, i.p.) (her grup için n=6) den oluşan 5 grup kuruldu. Çalışmamız da adaptif cevap oluşturduğumuz RB grubu sham grubuna göre karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre RB grubun da reaktif oksijen türlerinin (ROS) artışı adaptif cevabı tetikleyip gereken minimum stres düzeyini üretmede önemli bir rol oynamış olabilir. Adaptif cevap oluşturulan grup da ROS artışı ile eşlenik olarak DNA tamir mekanizmalarından sorumlu Tümör protein 53 (p53), 8-oksoguanin DNA glikosilaz (OGG-1), glutatyon peroksidaz-1 (GPx-1) gen ifade seviyeleri artmış ve poli (ADP-riboz) polimeraz-1(PARP-1) gen ifadesi artış eğiliminde olmasına rağmen istatistiksel olarak anlamlılık göstermemiştir. Süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT) ve toplam antioksidan kapasite (TAC) seviyeleri adaptif cevap oluşturduğumuz grup da azalmıştır. Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) deoxyuridine triphosphate (dUTP) nick end labeling (TUNEL)  analizlerinden elde edilen verilere göre; adaptif cevap oluşturduğumuz grup da DNA tamir mekanizmalarından sorumlu gen ifadelerindeki artış ile hücre ölümünü azaltarak apoptosiz azalmıştır. Araştırmamızın sonuçları, in vivo koşullarda ön radyofrekans alan maruziyeti uygulandıktan sonra genotoksik ajana karşı koruyucu bir etki yaratabileceğini gösterdi. Oluşan minimal oksidadif stres, DNA tamir mekanizmasın da rol oynayan genler ve enzimler vasıtası ile adaptif cevaba yol açtığı ve böylelikle hücrenin hayatta kalmasını sağlamaktadır.

Abstract:
Adaptive response; the pre-exposure of the cell or the living non-toxic low-dose genotoxic chemical agents or ionizing radiation makes it resistant to the damage caused by toxic doses. This phenomenon, which is known to cause chemical agents or ionizing radiation, is also caused by the pre-application of radiofrequency field. The pre-radiofrequency field application can then be made to make the cell more resistant to toxic substances. However, studies on the molecular level of the adaptive response created by radiofrequency fields, especially in vivo studies, are quite limited. In our study, in order to understand the molecular mechanism underlying the adaptive response created by radio frequency fields, the genes responsible for genomic stability, their possible effects on apoptosis, the balance between free radicals and antioxidant mechanisms in healthy Swiss Albino mice were investigated. For this experiment; five groups as control, sham, R (900 MHz 120 µW cm2 daily for 4 hours 7 days), B (37.5 mg/kg bleomisin (BLM), i.p.), RB (900 MHz 120 µW/cm2 daily for 4 hours 7 days + 37.5 mg/kg BLM, i.p.) (n = 6 for each group) were established. In our study, the RB group in which we occurred an adaptive response was compared according to the sham group. According to the results, the increase of reactive oxygen species (ROS) in the RB group may play an important role in triggering the adaptive response and producing the required minimum stress level. In the group with an adaptive response, levels of tumor suppressor 53 (p53), oxoguanine DNA glycosylase (OGG-1), glutathione peroxidase 1 (GPx-1) gene expression responsible for DNA repair mechanisms increased in conjunction with the increase in ROS. Although level of poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP-1) gene expression tended to increase, it was not statistically significant. The antioxidant enzyme levels of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and total antioxidant capacity (TAC), decreased in the group of adaptive response.  According to the data obtained from terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) analysis; in the group of adaptive response, apoptosis decreased due to decrease in cell death via the increase in gene expression responsible for DNA repair mechanisms. The results of our study showed that after applying pre-radiofrequency field exposure in vivo conditions, it can apply a protective effect against the genotoxic agent. The minimal oxidative stress occurs leads to an adaptive response with genes that play a role in the DNA repair mechanism and enzymes, thus providing the survival of the cell.