B16-F10 melanoma hücre kültüründe bor elementinin sitotoksik etkisi ile oksidatif stres ve apoptoz üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the boron element's cytotoxic effects and effects on oxidative stress and apoptosis in B16-f10 melanoma cell culture
Yazar: MEHMET VAROL
Danışman: DOÇ. DR. BUĞRA SUBAŞI
Kütahya Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Kulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Kulak Burun ve Boğaz = Otorhinolaryngology (Ear-Nose-Throat) ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Biyoloji = Biology ; Bor = Boron ; Fen = Science ; Kulak-burun-boğaz hastalıkları = Otorhinolaryngologic diseases ; Melanom = Melanoma ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Sitotoksisite testleri-immünolojik = Cytotoxicity tests-immunologic

Özet:
Günümüzde kanser tedavisinde kemoterapi, radyoterapi, cerrahi müdahaleler ve immünoterapi gibi çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Malign melanom, nadir görülen fakat son derece ölümcül bir tür kanserdir ve metastaz riski oldukça yüksektir. Birçok hastada tümör vücudun çeşitli bölgelerine, özellikle akciğer, kemik ve beyin gibi hayati organlara yaygın metastazlar yapmaktadır . Malign melanom tanısı alan hastalara cerrahi ve radyoterapi gibi geleneksel tedaviler uygulanmasına rağmen, genellikle hayatta kalma süresi oldukça kısıtlıdır, çoğu kez 3 ila 9 ay arasında değişmektedir. Bu nedenle yeni ve etkili tedavi stratejileri üzerinde yoğun araştırmalara gerek duyulmaktadır.
B16-F10 melanoma hücrelerinde bor elementi, oksidatif strese olan etkisi MDA, GSH ve CAT seviyeleri üzerinden apoptototik etki;  Bax, Bcl-2 ve p53 genlerinin ifadesi , anneksin V ve Bcl-2 enzim bağlı immünosorbent analizi ve AO/EB boyaması üzerinden antinflamatuvar etkisi; TNF-α ve IL-6 gen ifadesi ve TNF-α, IL-1β, IL-6 ve IL-10 enzim bağlı immünosorbent analizi üzerinden  migrasyon analizi ve hücre morfolojisi üzerindeki farklılıkların in-vitro olarak araştırılması amaçlandı.
Sitotoksik etki MTT yöntemi ile belirlendi. TNF-α, IL-6, Bax, Bcl-2 ve p53 gen ifadeleri qPCR ile tespit edildi. Melanom hücrelerindeki toplam protein miktarları, malondialdehit düzeyleri, glutatyon seviyeleri ve katalaz enzim aktivitesi, optik ölçüm (spektrofotometrik) yöntemleri kullanılarak ölçüldü. TNF-α, IL-1β, IL-6 ve IL-10 ile anneksin V ve Bcl-2 seviyeleri ise ELISA yöntemiyle değerlendirildi. Histolojik inceleme için Giemsa boyama metodu kullanıldı.
Kırksekiz saat boyunca bor uygulanan B16-F10 melanom hücrelerine IC50 değeri olarak bilinen etkili dozun yarı değeri 16 mM olarak alındı. Bor uygulanan melanoma hücreleri ile kontrol hücreleri karşılaştırıldığında melanoma hücrelerinde TNF- α, IL-6, Bcl-2 gen ifadesinin azalmış olduğu izlendi. Bor uygulaması sonucunda melanoma hücrelerindeki Bax ve p53 gen ifade seviyelerinin ise artmış olduğu belirlendi. B16-F10 hücrelerinde anneksin V seviyesi bor uygulanan hücrelerde kontrol hücrelerine göre artmıştı. Diğer yandan, melanoma hücrelerinde bor uygulaması sonucunda IL-1β ve IL-10 seviyeleri azalmıştır. Bor uygulanan hücrelerde katalaz enzim seviyesi, GSH ve MDA seviyeleri kontrol hücrelere göre arttı.
Hücrelerde bor kullanımının TNF- α ve IL-6 gen ifadesi üzerindeki düşürücü etkisi borun inflamasyon üzerinden melanoma tedavisinde etkili olabileceğini göstermektedir. Ayrıca, bor uygulaması melanoma hücreleri üzerine oksidatif etki göstermektedir. Bor uygulamasının Bcl-2, Bax, p53 ve anneksin V düzeyleri üzerindeki etkisi borun apoptozu indükleyerek etki ettiğini gösterebilir. Yukarıdaki veriler temelinde bor elementinin melanoma tedavisi için güvenli ve umut verici bir ajan olabileceği değerlendirilmiştir .
Anahtar kelimeler: Bor, Kanser, Melanom, Apoptoz, Oksidatif stres

Abstract:
Currently various methods including chemotherapy, radiotherapy, surgical interventions, and immunotherapy are used in cancer treatment. Malignant melanoma, despite being a rare malignity, is an extremely deadly type of cancer with a high risk of metastasis. In many cases, the tumor commonly spreads to vital organs such as the lungs, bones, and brain. Despite employing conventional treatments like surgery and radiotherapy the average survival time remains quite limited in malignant melanoma patients, often ranging between 3 to 9 months. Therefore, extensive research is required for the development of new and effective treatment strategies.

The study aimed to investigate the effect of boron on oxidative stress, apoptosis. Its anti-inflammatory effect as well as migration analysis, and investigation of cell morphology differences in B16-F10 melanoma cells were also planned to be investigated Cytotoxicity was determined using the MTT method. TNF-α, IL-6, Bax, Bcl-2, and p53 gene expressions were detected using qPCR. Total protein levels, malondialdehyde levels, glutathione levels, and catalase enzyme activity in melanoma cells were measured using optical measurement (spectrophotometric) methods. TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-10, annexin V, and Bcl-2 levels were evaluated using the ELISA method. Giemsa staining method was used for histological examination.
The IC50 value, representing half the effective dose, was taken as 16 mM and determined in B16-F10 melanoma cells which treated with boron for 48 hours TNF-α, IL-6, and Bcl-2 gene expressions were found decreased compared to the control cells in boron-treated melanoma cells. Following boron treatment, the expression levels of Bax and p53 genes found increased in melanoma cells. Annexin V levels in B16-F10 cells were also increased in boron-treated cells compared to control cells. Boron application resulted in decreased IL-1β and IL-10 levels in melanoma cells. Catalase enzyme levels, GSH, and MDA levels increased in boron-treated cells compared to control cells.
The study results showed the inhibitory effect of boron on TNF-α and IL-6 gene expressions through which the anti-inflammatory effect of the element. This is the most likely mechanism of its determined effectiveness on melanoma cells and a promising sign in the future use of melanoma treatment. Boron application also demonstrates an oxidative effect in melanoma cells. The effect of boron on Bcl-2, Bax, p53, and annexin V levels may also indicate its induction of apoptosis. In summary, boron can be used as a safe and promising agent for melanoma treatment.

Keywords: Boron, Cancer, Melanoma, Apoptosis, Oxidative stress