Cinnamomum cassia bark ekstrelerinin oksidatif stres, sitotoksisite ve DNA hasarı üzerindeki etkilerinin akım sitometrisi ve comet yöntemi ile araştırılması
Investigation of the effects of cinnamomum cassia bark extracts on oxidative stress, cytotoxicity and dna damage by flow cytometry and comet assay
Yazar: BÖRTE AĞRAP
Danışman: PROF. DR. FERZAN LERMİOĞLU ERCİYAS
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akım sitometrisi = Flow cytometry ; Bitki özütü = Plant extract ; Cinnamomum cassia = Cinnamomum cassia ; Comet tekniği = Comet assay ; DNA hasarı = DNA damage ; Farmasötik teknoloji = Technology-pharmaceutical ; Lenfositler = Lymphocytes ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Tarçın = Cinnamon

Özet:
Tarçın, yaygın olarak kullanılan bir baharattır. Son zamanlarda, tarçın kabuk ve yaprak ekstrelerinin antienflamatuvar, antioksidan, antimikrobiyal, antidiyabetik ve antitümör etkilerini içeren çeşitli biyolojik fonksiyonlar gösterdiği ileri sürülmüştür. Bu çalışmada, Cinnamomum cassia kabuk ekstrelerinin antioksidan aktiviteleri ile sitotoksisitesi ve pro-oksidan potansiyelini araştırmayı amaçladık. Bu amaçla Cinnamomum cassia kabuk metanol ekstresi sırasıyla hekzan, kloroform, etil asetat, butanol ve su ile fraksiyonlandırıldı. Bazal DNA ve H2O2 ile indüklenmiş oksidatif DNA hasarı üzerine olan etkilerin değerlendirilmesi için V79 Çin hamster akciğer fibroblast hücre hattı ve insan periferal kan lenfositlerinde alkali komet testi gerçekleştirilmiştir. V79 hücrelerinde serbest oksijen radikali süpürücü etkisi ve hücre içi glutatyon düzeyleri ölçüldü. Ayrıca, ekstrelerin lenfositlerde H2O2 ile indüklenmiş oksidatif DNA hasarının onarımı üzerindeki etkilerini de değerlendirdik. Ekstrelerin sitotoksisitesi HL-60 insan promyelositik lösemi hücre hattında WST-1 testi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, tarçın ekstrelerinin hekzan fraksiyonu hariç hepsi, H2O2 ile indüklenmiş ROS artışına karşı hücreleri korumuşlardır. Hekzan ekstresi endojen ROS düzeylerinde de artışa neden olmuştur. Butanol ve su fraksiyonları, V79 hücrelerini ve insan periferal kan lenfositlerini H2O2 ile indüklenmiş oksidatif DNA hasarına karşı korumuşlardır. Hekzan, kloroform ve etil asetat ekstreleri, V79 hücrelerinde H2O2 ile indüklenmiş oksidatif DNA hasarını artırırlarken, lenfositlerde koruma sağlamışlardır. Ancak, hekzan ekstresi V79 hücrelerinde ve lenfositlerde bazal DNA hasarını istatistiksel olarak anlamlı düzeyde artırmıştır. HL-60 hücre hattında en güçlü sitotoksisite gösteren hekzan fraksiyonudur  (IC50:4,22 µg/mL). Hekzan ekstresinin HL-60 hücrelerindeki etkisi Komet testi ile araştırılmıştır. HL-60 hücrelerinde bazal DNA hasarı konsantrasyona ve zamana bağlı olarak artmıştır. Sonuçlarımız C.cassia ekstresinin oksidatif strese karşı koruyucu etkisini, pro-oksidan potansiyelini ve hekzan fraksiyonunun kanser hücrelerindeki yüksek sitotoksik aktivitesini ortaya koymuştur.

Abstract:
Cinnamon is a widely used food spice. Recently cinnamon bark and leave extracts have been shown to exhibit diverse biological functions including anti-inflammatory, antioxidant, antimicrobial, antidiabetic and antitumoral effects by several in vitro and in vivo studies. In this study, we aimed to investigate the antioxidant activity of Cinnamomum cassia bark extracts as well as their cytotoxic and pro-oxidant potential.  For this aim methanol extract of Cinnamomum cassia bark (CME) was sequentially partitioned into hexane, chloroform, ethyl acetate, butanol and water. For evaluation of the effects on basal DNA and H2O2-induced oxidative DNA damage, we conducted alkaline Comet assay in V79 Chinese Hamster fibroblast cells and human peripheral blood lymphocytes.  Free oxygen radical scavenging activity and intracellular glutathione levels were measured in V79 cells. We also evaluated the DNA-repair activities of extracts on H2O2-induced oxidative damage in lymphocytes. Cytotoxicity of extracts was evaluated in HL-60 human promyelocytic leukemia cell line by using WST-1 assay. In this study, the all fractions of C.cassia methanol extract except hexane fraction were effective against H2O2-induced increase of ROS levels in V79 cells. Hexane extract also increased endogenous ROS levels. Butanol and water fractions protected cells against H2O2-induced oxidative DNA damage in both, V79 cells and human lymphocytes. Hexane, chloroform and ethyl acetate extracts increased H2O2-induced oxidative DNA damage in V79 cells, while protected lymphocytes. Interestingly hexane extract increased basal DNA damage in V79 cells and human lymphocytes, significantly. Among the all extracts, hexane extract was the most effective fraction exhibiting marked cytotoxicity (IC50:4.22 µg/ml) in HL-60 cell line. We performed Comet assay using hexane extract. DNA damage was increased in HL-60 cells, in a concentration- and time-dependent manner. Our results suggest the protective effect of C. cassia extract against oxidative stress and pro-oxidant potential as well as high cytotoxic activity of hexane fraction in cancer cells.