Achillea biebersteinii afan.'nın ependimal tümör kültür hücrelerinde antikanser etkisinin araştırılması
Investigation of the anticancer effect of achillea biebersteinii afan in ependymal tumor culture cells
Yazar: ERKAN ÖZBAY
Danışman: PROF. DR. ÜLKÜ ÇÖMELEKOĞLU
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Achillea biebersteinii = Achillea biebersteinii ; Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Ependimom = Ependimoma ; Fitoterapi = Phytotherapy ; Gen ifadesi = Gene expression ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Tümör hücreleri-kültürü yapılmış = Tumor cells-cultured

Özet:
Kanser tedavisinde umut vadeden gelişmeler olsa da beyin kanserlerinden gliomaların oldukça kötü prognozlu bir türü olan ependimomaların tedavisi konusunda bilinenler sınırlıdır.
Bu çalışmada Achillea biebersteinii su ekstresinin ependimomaların alt formu olan DKFZ-EPN1 hücre hattı üzerine anti-kanser etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla Achillea biebersteinii'nin ultrasonik yöntemlerle su ekstresi elde edilmiş, 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil-2H-tetrazolyum bromür (MTT) analiziyle sitotoksik etkileri saptanmış ve kontrol (ekstre eklenmeyen), düşük (0,115 mg/mL), orta (IC50=0,241 mg/mL) ve yüksek doz (0,482 mg/mL) olmak üzere gruplar oluşturulmuştur. Tüm gruplarda, akım sitometri yöntemiyle apoptotik aktivite ve hücre döngüsü analizleri yapılmıştır. Ekstrenin Nükleer Faktör Kappa B (NF-κB) ve Geçici Reseptör Potansiyel Katyon (TRPC)6 kanalları gen ekspresyona etkisi gerçek zamanlı PCR analiziyle belirlenmiştir. Geçici Reseptör Potansiyel (TRP) kanal akımları üzerine etkisi yama kenetleme yöntemiyle analiz edilmiş, alınan kayıtlarda maksimum akım ve iletkenlik değerleri ölçülerek değerlendirme yapılmıştır. Ayrıca malondialdehit (MDA) seviyeleri ile oksidatif stres belirteci olan katalaz (CAT), süperoksitdismutaz (SOD) ve glutatyon peroksidaz (GPx) aktiviteleri incelenmiştir.
Sitotoksisite analizlerinde hücre canlılığında tüm gruplarda kontrole göre azalma tespit edilmiştir (p<0,05). Hem TRPC6 hem de NF-κB için gen ekspresyon değerlerinde tüm gruplarda kontrole göre azalma görülmüştür (p<0,01). Yama kenetleme analizlerinde tüm gruplarda maksimum akım ve iletkenlik değerlerinde kontrole göre azalma belirlenmiştir (p<0,05). Akım sitometri deneylerinde ekstrenin doza bağımlı olarak hücre proliferasyonunda inhibisyon etkisi olduğu, apoptozu indüklediği ve G1-fazında hücre siklusu tutuklanmasına yol açtığı belirlenmiştir. Katalaz, glutatyon peroksidaz, süperoksitdismutaz ve malondialdehit düzeylerinde ise anlamlı değişiklik gözlemlenmemiştir.
Sonuç olarak Achillea biebersteinii su ekstresinin doza bağlı olarak DKFZ-EP1NS hücreleri için sitotoksik olduğu, TRPC6 ve NF-κB gen ekspresyonlarını azalttığı, TRP kanal akımlarını bloke ettiği, bunlara bağlı olarak da hücre proliferasyonunu inhibe ettiği ve apoptozu indüklediği gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar Achillea biebersteinii su ekstresinin ependimoma için küratif bir fitoterapötik ajan olarak kullanılabileceğini düşündürmekle birlikte bu konuda in vivo ve klinik çalışmaları da içeren daha kapsamlı araştırmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Although there are promising developments in cancer treatment, the treatment of ependymomas, a type of glioma with a very poor prognosis among brain cancers, is limited in terms of what is known.
In this study, the anti-cancer effects of Achillea biebersteinii aqueous extract on the DKFZ-EPN1 cell line, which is a subtype of ependymomas, have been investigated. For this purpose, aqueous extract of Achillea biebersteinii was obtained by ultrasonic methods, the cytotoxic effects were determined by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) analysis, and groups were formed including control (no extract added), low (0,115 mg/mL), medium (IC50=0,241 mg/mL) and high (0,482 mg/mL). Apoptotic activity and cell cycle analyses were performed by flow cytometry method in all groups. The effect of the extract on Nuclear Factor Kappa B (NF-κB) and Transient Receptor Potential Canonical (TRPC)6 channel gene expression was determined by real-time PCR analysis. The effect of the extract on Transient Receptor Potential (TRP) channel currents was analyzed by patch clamp method, and the evaluation was made by measuring the maximum current value in the recordings. In addition, malondialdehyde levels and oxidative stress markers such as catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities were analyzed.
In cytotoxicity analyses, a decrease in cell viability compared to the control was detected in all groups (p<0,05). A decrease in gene expression values for both TRPC6 and NF-κB compared to the control was observed in all groups (p<0,01). A decrease in maximum current and conductance values compared to the control was determined in all groups in patch clamp analyses (p<0,05). In flow cytometry experiments, it was determined that the extract had a dose-dependent inhibitory effect on cell proliferation, induced apoptosis, and caused cell cycle arrest at the G1 phase. No significant changes were observed in the levels of catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA).
As a result, it was observed that Achillea biebersteinii aqueous extract was dose-dependently cytotoxic to DKFZ-EP1NS cells, decreased TRPC6 and NF-kB gene expressions, blocked TRP channel currents, depending on these results inhibited cell proliferation and induced apoptosis. Although these results suggest that Achillea biebersteinii aqueous extract can be used as a curative phytotherapeutic agent for ependymoma, more comprehensive studies including in vivo and clinical studies are needed.