4-(sübstitüe)-3,4-dihidropirimidinon bileşiklerinin insan akciğer kanseri hücresi ve Drosophila melanogaster'de sitotoksik, genotoksik, apoptotik etkilerinin araştırılması
Investigation of the cytotoxic, genotoxic, apoptotic effects of 4-(substituted)-3,4-dihydropyrimidinone compounds on human lung cancer cell and Drosophila melanogaster
Yazar: MEHMET FİDAN
Danışman: PROF. DR. ARİF AYAR
Amasya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Antikanser = Anticancer

Özet:
Bu çalışma ile, yeni sentez edilmiş 4-(Sübstitüe)-3,4-dihidropirimidinon türevlerinin (PMe, PPh ve PNO2) olası sitotoksik, genotoksik ve antikanserojenik etkinliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla bileşiklerin olası etkileri A549 insan akciğer kanser hücre hattı ve MRC-5 insan sağlıklı akciğer hücre hattında ve Drosophila melanogaster'de araştırılmıştır. Çalışmada bileşiklerin sitotoksik etkilerini değerlendirmek amacıyla WST-8 test yöntemi, genotoksik etkilerini değerlendirmek amacıyla ise Drosophila kanat somatik mutasyon rekombinasyon testi (SMART) kullanılmıştır. Bileşiklerin, ısı şoku protein genlerinin, antioksidan genlerinin ve apoptotik yolakta etkili olan genlerin ekspresyon seviyeleri RT-PCR yöntemiyle tespit edilmiştir. Araştırmanın sonuçlarına göre, bileşiklerin A549 akciğer kanseri hücre hattında 50 ve 100µM konsantrasyonlarında sitotoksik etkiye sahip olduğu, sağlıklı akciğer hücre hattında (MRC-5) ise sitotoksik etki göstermediği tespit edilmiştir. SMART sonucunda ise her üç DHPM türevinin de sadece çok yüksek dozlarda genotoksik etki gösterdiği fakat larvalar üzerinde önemli bir toksik etki göstermediği belirlenmiştir. Bileşiklerin A549 hücre hattında apoptotik etkileri incelendiğinde, her üç bileşiğin de BAX ve CASP3 geninin, antioksidan mekanizmayla ilgili genlerden SOD1, CAT ve GSS genlerinin ekspresyon seviyelerini artırdığı, ısı şoku protein genlerinden HSP27 gen ifadesini azalttığı gözlemlenmiştir. Bileşiklerin D. melanogaster'de in vivo şartlarda apoptotik gen ifade düzeylerine etkisi incelendiğinde; PMe bileşiğinin DEBCL geninin ekspresyon düzeyini kontrol grubuna göre artırdığı, PPh ve PNO2 bileşiğinin DEBCL geninin ekspresyon seviyesini azalttığı, tüm üç bileşiğin ise BUFFY geninin ekspresyon düzeyini artırdığı görülmüştür. DEBCL/BUFFY oranına bakıldığında her üç bileşiğin de sağlıklı D. melanogaster bireylerinde antiapoptotik etki gösterdiği belirlenmiştir. Bununla birlikte tüm bileşiklerin D. melanogaster kaspazları olan DRICE geninin ekspresyon düzeyini kontrol grubuna göre artırdığı, DRONC geninin ekspresyon düzeyini sadece PMe bileşiğinin artırıp PPh ve PNO2 bileşiğinin ise gen ekspresyon seviyesini azalttığı tespit edilmiştir. Özellikle PMe bileşiğinin D. melanogaster ısı şoku proteinleri HSP27, HSP60, HSP70 ve HSP90 genlerinin ve SOD, CAT, GR ve GST genlerinin ekspresyon düzeylerini artırdığı belirlenmiştir.

Abstract:
This study aimed to determine the possible cytotoxic, genotoxic and anticarcinogenic activities of newly synthesized 4-(Substituted)-3,4-dihydropyrimidinone derivatives (PMe, PPh and PNO2). For this purpose, the possible effects of the compounds were investigated in the A549 human lung cancer cell line, MRC-5 human healthy lung cell line and Drosophila melanogaster. In the study, the WST-8 test method was used to evaluate the cytotoxic effects of the compounds, and the Drosophila wing somatic mutation recombination test (SMART) was used to evaluate the genotoxic effects. Expression levels of compounds, heat shock protein genes, antioxidant genes and genes effective in the apoptotic pathway were determined by RT-PCR method. According to the results of the research, it was determined that the compounds had a cytotoxic effect at 50 and 100µM concentrations on the A549 lung cancer cell line, but did not show a cytotoxic effect on the healthy lung cell line (MRC-5). As a result of SMART, it was determined that all three DHPM derivatives showed genotoxic effects only at very high doses, but did not show a significant toxic effect on the larvae. When the apoptotic effects of the compounds were examined on the A549 cell line, it was observed that all three compounds increased the expression levels of BAX and CASP3 genes, SOD1, CAT and GSS genes, which are genes related to the antioxidant mechanism, and decreased HSP27 gene expression, which is a heat shock protein gene. When the effects of compounds on apoptotic gene expression levels in D. melanogaster in vivo conditions were examined; It was observed that PMe compound increased the expression level of the DEBCL gene compared to the control group, PPh and PNO2 compound decreased the expression level of the DEBCL gene, and all three compounds increased the expression level of the BUFFY gene. Considering the DEBCL/BUFFY ratio, it was determined that all three compounds showed antiapoptotic effects in healthy D. melanogaster individuals. However, it was determined that all compounds increased the expression level of the DRICE gene, which is a D. melanogaster caspase, compared to the control group, only the PMe compound increased the expression level of the DRONC gene, and the PPh and PNO2 compounds decreased the gene expression level. In particular, it was determined that PMe compound increased the expression levels of D. melanogaster heat shock proteins HSP27, HSP60, HSP70 and HSP90 genes and SOD, CAT, GR and GST genes.