Achillea türlerinden elde edilen ekstrakt ve gümüş nanopartiküllerin anti-kanser etkilerinin kolon kanser hücre hatlarında incelenmesi
Investigation of anti-cancer effects of extracts from achillea species and silver nanoparticles on colon cancer cell lines
Yazar: DAMLA AYDIN
Danışman: PROF. DR. ÖZKAN ÖZDEN
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Achillea nobilis = Achillea nobilis ; Achillea wilhelmsii = Achillea wilhelmsii ; Antikanser = Anticancer ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Sirtuin = Sirtuin

Özet:
Mortalite oranı ve görülme sıklığı gün geçtikçe artmaya devam eden ve son yıllarda
genç bireyleri de tehdit eden kanser, çağımızın önde gelen sağlık sorunlarındandır.
Günümüzde kullanılan bazı kanser kemoterapi uygulamalarının birçok yan etkisinin
bulunması, uzun süreli kemoterapi kullanımında gelişebilen ilaç direnci ve kanser
tedavi maliyetlerinin yüksekliği sebepleriyle destekleyici uygulamalara yönelim
artmıştır. Bitkisel bazlı bileşiklerin ve nanopartiküllerin kanser hücre hatlarına karşı
antitümör etki göstermesi, kanser hücrelerine nüfuz edebilme yetenekleri, hücre içi
reaksiyonlara ve hücresel işlevlere müdahale edebilme potansiyelleri sayesinde
kanser tedavisi üzerindeki etkilerini araştıran çalışmalar son yıllarda oldukça dikkat
çekmektedir. Çalışmamızda halk arasında civanperçemi adıyla bilinen Achillea
biebersteinii Afan bitkisinin, yeĢil sentez yöntemiyle elde edilen gümüş
nanopartiküllerin ve bitki kombinasyonunun proliferasyon, apoptoz ve kanser
metabolizması üzerine etkileri farklı genetik mutasyonlara sahip iki kolon kanseri
hücre hattında, HCT116 ve DLD1 araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç
doğrultusunda gümüş nanopartiküller yeşil sentez yöntemiyle sentezlenerek FT-IR,
EDX, SEM, XRD, UV-VIS yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Yapılan hücre sağ kalım çalışmaları sonucunda her iki hücre hattı verileri göz önüne alındığında
Achillea biebersteinii Afan + AgNP uygulamasının yalnızca Achillea biebersteinii
Afan ve AgNP grubuna kıyasla daha etkili olduğu saptanmıĢtır. Bunun yanı sıra
koloni oluşturma yeteneklerinde HCT116 hücre hattına kıyasla DLD1 hücre hattında
yapılan uygulamaların daha etkili sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Apoptoz
bulgularında ise her iki hücre hattında gerçekleştirilen Achillea biebersteinii Afan ve
Achillea biebersteinii Afan + AgNP uygulamaların kontrol grubuna kıyasla kanser
hücrelerinde apoptozu indüklediği saptanmıştır. Bunu doğrulamak için yapılan
protein ifadeleri analizlerinde bu uygulamalar her iki hücre hattında Cleaved PARP
protein ifadelerini arttırmıştır. Ayrıca yapılan uygulamaların apoptoza etkilerini ve
kanser metabolizması, kanser hücrelerinin oksidatif fosforilasyon yerine glikolizi
tercih etmesi (Warburg etkisi) ile ilişkili PDH, LDHA ve SIRT3 protein
ifadelerindeki değişiklikler araştırılmıştır.
Sonuç olarak elde edilen bitki esktraktının ve yeşil sentez gümüş nanopartiküllerin
farklı mutasyonlara sahip iki farklı kolon kanseri hücrelerinde anti-kanser özellik
sergilediği gözlemlenmiştir. Elde edilen veriler ışığında gelecekte yapılabilecek
çeşitli anti-kanser çalışmalarına katkı sağlayabileceğini düşünmekteyiz.

Abstract:
Cancer, which continues to increase in mortality rate and incidence frequency day by
day and threatens young individuals in recent years, is one of the leading health
problems of our time. Due to the presence of many side effects of some cancer
chemotherapy treatments currently used, drug resistance developed in long-term
chemotherapy use, and the high cost of cancer treatment, there has been an
increasing tendency towards alternative treatments. Studies investigating the
potential effects of herbal-based compounds and nanoparticles on cancer treatment
have attracted considerable attention in recent years. In our study, we aimed to
investigate the effects of Achillea biebersteinii Afan, commonly known as yarrow,
green-synthesized AgNPs (silver nanoparticles), and their combination on
proliferation, apoptosis, and cancer metabolism in two different colon cancer cell
lines with different genetic mutations, HCT116 and DLD1. In this context, silver
nanoparticles were synthesized by the green synthesis method and characterized by
FT-IR, EDX, SEM, XRD, and UV-VIS methods. As a result of the cell survival studies conducted, it was found that the Achillea biebersteinii Afan + AgNP
application was only more effective compared to the Achillea biebersteinii Afan and
AgNP groups, considering the data of both cell lines. In addition, it was observed
that the applications performed in the DLD1 cell line gave more effective results
compared to the HCT116 cell line in terms of colony-forming ability. Regarding
apoptosis findings, it was determined that the applications performed in both cell
lines induced apoptosis in cancer cells compared to the control group. According to
the repeated protein expression analyses, an increase in Cleaved PARP protein
expression levels was observed in both cell lines in Achillea biebersteinii Afan and
Achillea biebersteinii Afan + AgNP applications. Additionally, it was determined
that the changes observed in PDH, LDHA, and SIRT3 protein expressions as a result
of the applications affected the cancer metabolism (Warburg effect) to the extent
expected.
In conclusion, it was observed that the plant extract and green-synthesized silver
nanoparticles exhibited anti-cancer properties in two different colon cancer cells with
different mutations. In the light of the obtained data, we believe that it can contribute
to various anti-cancer studies to be conducted in the future.