Gümüş ile yüklenmiş titanyum dioksit nanotüplerinin çeşitli kanser hücreleri üzerindeki sitotoksik, antikanser ve hücre ölümü etkilerinin araştırılması
Investigation of the cytotoxic, anticancer and cell death effects of silver-loaded titanium dioxide nanotubes on several cancer cells
Yazar: AKOUA AURELIE CARINE ALLOUNAN
Danışman: PROF. DR. NİLÜFER ÇİNKILIÇ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology ; Onkoloji = Oncology

Özet:
Günümüzde nanomateryaller teknolojiden tıp dünyasına birçok platformda kullanım alanı bulmaktadır. Özellikle nanomateryallerin hücre içinde önemli oranda sitotoksik etki oluşturması belirli metallerin nanoboyutta sentezlenerek kanser tedavisinde ilaç taşıyıcı olarak, fototerapi amaçlı ısı ile aktifleşme ve farklı metaller ile yüklenerek kanser hücrelerini öldürme amaçlı kullanımlarını yaygınlaştırmıştır. TiO2 bazlı nanomateryaller son dönemde medikal amaçlı olarak yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. İn-vitro çalışmalar, nanoyapılı TiO2'nin bazı hücrelerin nükleer bölgesine erişebildiğini ve genotoksik etkiye neden olduğunu kanıtlamıştır. Gümüş, yüksek biyouyumluluk ve antimikrobiyal özellikleriyle ile tanınmaktadır. Kanser tedavisinde hastalar sıklıkla kemoterapötik ajanlara direnç geliştirmektedir. Ayrıca, bu terapötik ilaçların çoğu hedefe özgü değildir ve etrafındaki sağlıklı vücut dokularına zarar verme ihtimalleri yüksek olmaktadır.
Bu doktora tez çalışmasında ilk kez gerçekleştirilen gümüş ile yüklenmiş titanyum nanotüpleri ile insan kolorektal kanser, insan akciger kanser ve insan meme kanser hücre hatlarında olası genotoksik ve antikanser etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. 24 saatlik XTT deneyleri, 80 ila 640 μg/mL doz aralığında AgTNT'nin zaman ve doza bağlı sitotoksik etkilerini ortaya koymuştur. AgTNT'ye 24 saat boyunca maruz kalan hücrelerde komet testi ile DNA hasarı parametrelerinde istatistiksel olarak anlamlı bir artış gözlenmiştir. Reaktif oksijen türlerinde de önemli bir artış gözlenmiştir. IC50 dozlarında AgTNT tarafından indüklenmiş hücrelerde tipik apoptotik morfolojik özellik hücre içi TEM ile gözlenmiş ve son olarak annexin-V ve multikaspaz deneyleri ile hücre ölümü etkisi doğrulanmıştır. Test verileri, AgTNT'nin sitotoksisiteyi, önemli DNA hasarını ve HT-29, A549 ve MCF-7 hücrelerinin apoptozunu indükleyebileceğine dair güçlü kanıtlar sağlayarak antikanser potansiyellerini ortaya koymaktadır ve TiO2 nanotüplerin etkin anti-kanser ajanlar olarak özgünlüğünü ortaya koymaktadır.

Abstract:
Nanomaterials are used in many platforms from technology to medicine. The significant cytotoxic effect of nanomaterials on cells has expanded the use of certain metals as drug carriers in cancer treatment, such as phototherapy, and for combination with different metals to kill cancer cells. TiO2-based nanomaterials have been widely used primarily for technological and recently for medical purposes. In-vitro studies revealed that nanostructured TiO2 can access the nuclear region of some cells and cause genotoxic effect. Silver is known for its high biocompatibility and antimicrobial properties.In cancer treatment, patients often develop resistance to chemotherapeutic agents. Furthermore, most of these therapeutic drugs are not target-specific and are likely to damage surrounding healthy body tissues.
In this study, silver-loaded titanium nanotubes were used for the first time to determine their potential genotoxic and anticancer effects on human colorectal, lung and breast cancer cell lines. 24 h XTT experiments revealed time- and dose-dependent cytotoxic effects of AgTNT in the dose range of 80 to 640 μg/mL. A significant increase in DNA damage parameters was observed by comet assay in cells exposed to AgTNT for 24 h. A significant increase in ROS was also observed. Apoptotic morphology of cells induced by AgTNT at IC50 doses was observed by intracellular TEM and cell death effect was confirmed by annexin-V and multicaspase assays. Data provide strong evidence that AgTNT can induce cytotoxicity, significant DNA damage and apoptosis of HT-29, A549 and MCF-7 cells, demonstrating their anticancer potential and revealing TiO2 nanotubes potential as effective carriers.