Sağlıklı ve melanoma deri hücrelerinin birlikte kültürü ile geliştirilen in vitro hücre modellerinde UV ile uyarılan genotoksik etkinin comet analiz yöntemi ile belirlenmesi
Determination of UV induced genotoxic activity by comet assay with in vitro skin models developed by co-culture of healty and melanoma cell lines
Yazar: ASYA NUR BİNGÖL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SULTAN GÜLÇE İZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
UV radyasyonuna maruz kalmanın, açık havada çalışan yetişkinler için %10 ve toplam mevcut yıllık UV radyasyonunun (yatay düzlemdeki) kapalı alanda çalışan yetişkinler için %3 olduğu tahmin edilmektedir. Güneş yanığı, ışığa bağlı yaşlanma (fotoaging), bağışıklık sistemi bozuklukları, DNA hasarı ve deri kanseri gibi potansiyel zararlı sağlık etkileri göz önüne alındığında UV ışınlarının oluşturduğu genetik hasarların belirlenmesine ihtiyaç vardır. Bitirme tezi kapsamında UV radyasyon kaynaklı oluşan genetik hasarların in vivo yöntemlere alternatif olarak in vitro yöntemler olan comet analiz ve floresan mikronükleus testleri ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Aynı zamanda UV radyasyona karşı koruyuculu bilinen ve dermokozmetik ürünlerde sıklıkla kullanılan β-karoten etken maddesinin etkinliğinin test edilmesi de yapılan bitirme tezinin amaçlarından biridir.
Yapılan yüksek lisans tezi ile UV radyasyonun genotoksik etkisinin yadsınamaz ölçüde olduğu, güneş kremleri ve kozmetik ürünlerde bulunan β-karoten etken maddesinin ise UV radyasyonuna maruz kalınmadan önce uygulandığı takdirde oluşan genetik hasarı daha çok önlediği görülmüştür (Comet analiz; birlikte kültür sisteminde, HaCat hücre hattı: UV: %85,638, β- Karoten + UV: %18,67, UV + β- Karoten: %38,18, SK-MEL 30 hücre hattı: UV: %91,13, β- Karoten + UV: %23,67, UV + β- Karoten: %27,77, Detroit 551 hücre hattı: UV: %27,19, β- Karoten + UV: %5,35, UV + β- Karoten: %9,03- diğer deney setlerinde, HaCat hücre hattı: UV: %85,638, β- Karoten + UV: %16,92, UV + β- Karoten: %22,39, SK-MEL 30 hücre hattı: UV: %81,68, β- Karoten + UV: %16,86, UV + β- Karoten: %45,35, Detroit 551 hücre hattı: UV: %87,74, β- Karoten + UV: %29,29, UV + β- Karoten: %37,43, Floresan mikronükleus testi; birlikte kültür sisteminde, HaCat hücre hattı ile UV: %2, β- Karoten + UV: %0, UV + β- Karoten: %1; SK-MEL 30 hücre hattı ile; UV: %5; β- Karoten + UV: %3, UV + β- Karoten: %3-  diğer deney setlerinde HaCat; UV: %30, β- Karoten + UV: %7, UV + β- Karoten: %16, Detroit-551; UV: %25, β- Karoten + UV: %7, UV + β- Karoten: %13 SK-MEL 30; UV: %20, β- Karoten + UV: %3, UV + β- Karoten: %8).  Çalışma kapsamında comet analiz ve floresan mikronükleus yöntemleri kullanılmış ve bu yöntemlerden çıkan sonuçların birbirini destekler nitelikte olduğu görülmüştür. Uygulanan yöntemlerin optimizasyonu ile birlikte kültür sisteminde UV radyasyonu gibi ışınsal genotoksik maddelerin insert yüzeyinden geçemediği için birlikte kültürün alt tabakasındaki hücreleri etkilemediği fakat ortak besin ortamı ile birlikte kullanılan β-karoten gibi maddelerde birlikte kültür sisteminin etkili bir sistem olduğu görülmüştür. Çalışma sonuçlarının istatiksel analalizi Graphpad Prisim 5.0 programı ile tek yönlü varyans testi (ANOVA) uygulanarak yapılmıştır.

Anahtar sözcükler: DNA Hasarı, Comet, Mikronükleus, Comet Analiz, UV Radyasyonu, β-karoten, UVA, Floresan Mikronükleus, Genotoksisite, Tanı

Abstract:
It is estimated that exposure to UV radiation, in particular, is 10% for adults working in the open air and 3% for the total available annual UV radiation (horizontal plane) for indoor adults. Given the potential of harmful health effects such as sunburn, eye damage, photoaging, immune system disorders, DNA damage, and skin cancer, it is necessary to determine the genetic damage caused by UV rays. In the scope of the project, determination of genetic damage caused by UV radiation done by in vitro genotoxicity methods, comet assay and fluorescence micronucleus assay, as an alternative to in vivo methods. At the same time, testing the efficiancy of β-carotene, which is frequently used in UV protection in dermocosmetic products, is one of the aims of the thesis.
In this study, we determined that UV rays cause genetic damage and β-carotene active ingredient, which is commonly used in sun creams and cosmetic products, is a protective factor against this damage especially when applied before exposure to UV rays. (Comet assay: in co-culture system, HaCat cell line: UV: 85,638%, β- Carotene + UV: 18,67%, UV + β- Carotene: 38,18%, SK-MEL 30 cell line: UV: 91,13%, β- Carotene + UV: 23,67%, UV + β- Carotene: 27,77%, Detroit 551 cell line: UV: 27,19%, β- Carotene + UV: 5,35%, UV + β- Carotene: 9,03%- in other experiment sets, HaCat cell line: UV: 85,638%, β- Carotene + UV: 16,92%, UV + β- Carotene: 22,39%, SK-MEL 30 cell line: UV: 81,68%, β- Carotene + UV: 16,86%, UV + β- Carotene: 45,35%, Detroit 551 cell line: UV: 87,74%, β- Carotene + UV: 29,29%, UV + β- Carotene: 37,43%, Fluorescence micronukleus assay; in co-culture system, Detroit 551 cell line with HaCat cell line: UV: 2%, β- Carotene + UV: 0%, UV + β- Karoten: 1%; Detroit 551 cell line with SK-MEL 30 cell line: UV: 5%; β- Carotene + UV: 3%, UV + β- Carotene: 3%-  in other experimental sets: HaCat cell line; UV: 30%, β- Carotene + UV: 7%, UV + β- Carotene: 16%, Detroit-551 cell line; UV: 25%, β- Carotene + UV: 7%, UV + β- Carotene: 13%, SK-MEL 30 cell line: UV: 20%, β- Carotene + UV: 3%, UV + β- Carotene: 8%).  With the optimization of the applied methods, it has been observed that the co-culture system does not provide full efficiency, it did not pass through the insert surface of the radically genotoxic substances such as UV radiation, it did not affect the cells in the lower layer of the culture, but it is an effective system in β-carotene which is used together with the common nutrient medium. Also in this study comet analysis and fluorescence micronucleus methods were used and the results obtained from these methods were found to support each other.

Key words: DNA damage, comet, comet assay, fluorescence micronukleus, micronucleus, UV radiation, UVA, genotoxicity