Formaldehit kullanılarak deneysel oksidatif stres oluşturulan A549 akciğer epitel hücrelerine farklı dozlarda uygulanan bor'un koruyucu etkinliğinin biyokimyasal ve moleküler biyoloji teknikleri ile araştırılması
The investigation of protective effect of boron on formaldehyde-induced experimental oxidative stress in A549 lung epithelial cells by using biochemical and molecular biology techniques
Yazar: DAMLA ARSLAN ACARÖZ
Danışman: PROF. DR. NALAN BAYŞU SÖZBİLİR
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Veteriner Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Bor = Boron ; Borik asit = Boric acid ; Formaldehit = Formaldehyde ; Formaldehit = Formaldehyde ; Hücre canlılığı = Cell survival ; Lipid peroksidasyonu = Lipid peroxidation ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Formaldehit yaygın olarak kullanılan suda çok iyi çözünen, renksiz, keskin kokulu kuvvetli elektrofilik özelliği nedeniyle oldukça reaktif bir bir aldehittir.  Antiseptik, dezenfektan, kozmetik sanayinde, seralarda, hayvancılıkta, ahşap işlemede, reçine üretiminde, tıpta, endüstriyel alanda, diş hekimliğinde, laboratuvar malzemelerinin üretimi gibi birçok alanda formaldehit kullanılmakla birlikte, sigara dumanında da bulunur ve oksidatif strese yol açar. Gelişen teknoloji ve tıp ile birlikte sağlık açısından çeşitli hastalık olgularında teşhis ve tedavi amaçlı alternatif olarak birçok maddenin kullanımı söz konusu olmaktadır. Bununla birlikte, ülkemizin zengin bor madeni ihtiva etmesi ve bunun kullanımının arttırılması ile ekonomik açıdan da olumlu katkılar sağlanabilecektir. Bu durumun da yapılan veya yapılacak çalışma ve projelerle gerçekleştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında, A549 akciğer epitel hücrelerinde formaldehit ile oluşturulan oksidatif streste borik asitin etkisini belirlemek amacıyla hücre canlılık testi (MTT), indirgenmiş glutatyon (GSH), malondialdehid (MDA), süperoksid dismutaz (SOD), katalaz (CAT) düzeyleri analiz edildi. Bunlara ilaveten oluşan inflamasyonda borik asitin etkisini belirlemek amacıyla β-aktin, Tnf-α, kaspaz-3, Bcl-XL ve NFĸB genlerinin mRNA ekspresyon düzeyleri moleküler olarak araştırıldı. Bu amaçla, A549 hücre hatları 12 saat borik asit 2,5;5 ve 10 mM düzeylerine maruz bırakıldı. Daha sonra 4 saat süresince 100 μM formaldehit hücre hatları üzerine uygulandı. Uygulama sonrasında, formaldehitin hücre canlılığını önemli derecede azalttığı, hücre lizatlarında MDA düzeylerini artıtdığı, GSH düzeyini azalttığı,  SOD ve CAT enzim aktivitesi azalttığı, NO düzeyleri üzerine belirgin bir etki göstermediği belirlendi. Tnf-α, NFkB ve kaspaz-3 mRNA ekspresyon düzeylerinin formaldehit uygulaması ile arttığı. Buna karşın Bcl-XL mRNA ekspresyon düzeylerinde önemli bir değişim gözlenmediği belirlendi. Borik asitin formaldehit maruziyeti ile oluşan lipid peroksidasyonu, azalan antioksidan enzim aktivitesini, inflamasyon ve apoptozda rol alan genlerin artan mRNA ekspresyon düzeylerini tersine çevirdiği tespit edildi. Sonuç olarak, bor kaynağı olan borik asitin formaldehit maruziyeti ile A549 hücrelerinde oluşan oksidatif stres, inflamasyon ve apoptoziste önemli rol oynadığı ve hücre gelişimi üzerine olumlu etkilerinin olduğu belirlendi.

Abstract:
Formaldehyde is a highly reactive aldehyde due to its electrophilic character, which is colourless, pungent, well soluble in water and it has a strong odour. Formaldehyde is used in many fields such as cosmetics industry, greenhouses, livestock, wood processing, production, environment, industry, dentistry and it is also used in the production of resin, laboratory materials, antiseptics, disinfectants. Besides, it is found in cigarette smoke, and it causes oxidative stress. With the development of technology and medicine, many substances are used as an alternative for diagnosis and treatment in various diseases. Turkey possesses rich boron mine sources. The increase in the usage of boron will provide positive economic benefits. Therefore, it is of utmost importance for performing researches and projects in this area. In this thesis, cell viability test (MTT), reduced glutathione (GSH), malondialdehyde (MDA) levels and activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) were analysed to determine the effect of boric acid against formaldehyde-induced oxidative stress in A549 lung epithelial cells. Also, mRNA expression levels of β-actin, Tnf-α, caspase-3, Bcl-XL and NFκB genes were molecularly evaluated to determine the effect of boric acid in inflammation. For this purpose, A549 cell lines were exposed to 2.5, 5 and 10 mM boric acid for 12 hours. Then 100 μM formaldehyde was applied for 4 hours on cell lines. After application, it was determined that formaldehyde significantly reduced cell viability whereas increased MDA levels. However, it decreased GSH levels, SOD and CAT enzyme activities of cell lysates, and had no significant effect on NO levels of culture medium. Also, it was determined that formaldehyde administration increased Tnf-α, NFkB and caspase-3 mRNA expression levels, yet no significant change was observed in Bcl-XL mRNA expression levels. It was found that boric acid reversed lipid peroxidation, decreased antioxidant enzyme activity, increased mRNA expression levels of genes involved in inflammation and apoptosis which are caused by formaldehyde exposure. As a result, it was determined that boric acid, as a boron source, plays a significant role in formaldehyde-induced oxidative stress, inflammation and apoptosis in A549 cells and has positive effects on cell growth.