Hidroksikumarin türevlerinin in vitro hemoglobin f indüklenmesi üzerine etkisi
The effects of hydroxycoumarin derivatives on in vitro hemoglobin f induced
Yazar: MUSTAFA MUHLİS ALPARSLAN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH TULİ
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Hematoloji = Hematology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Anemi-orak hücreli = Anemia-sickle cell ; Beta talasemi = Beta-thalassemia ; Fetal hemoglobin = Fetal hemoglobin ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hemoglobinler = Hemoglobins ; Hücre kültürü = Cell culture ; Kumarinler = Coumarins ; İn vitro = In vitro ; İndüksiyon = Induction

Özet:
β-talasemi ve orak hücre anemisi (OHA) dünyada yaygın görülen kalıtsal kan hastalıklarıdır. β-hemoglopinopatilerde tedavi seçenekleri yüksek maliyeti ve klinik komplikasyonları ile sınırlamalara sahiptir. β-talasemi ve OHA hastalarında fetal Hb'nin (HbF) artışı klinik şiddeti azaltmaktadır. Bu yüzden, γ-globin gen ekspresyonunu indükleyerek HbF'yi yeniden etkinleştirebilecek resveratrol gibi doğal veya sentezlenen polifenolik ve antioksidan ajanlar araştırmaların odak noktası haline gelmektedir. Çalışmamızın amacı, K562 hücre hatlarında dihidroksi-4-fenilkumarin türevlerinin HbF düzeyleri ve γ-globin gen ekspresyon aktivasyonu üzerine etkilerini irdelemektir.
Çalışmada, hidroksiüre (HU) pozitif kontrol grubu olarak kullanıldı. Dihidroksi-4 fenilkumarin türevleri olan K1, K2, K3 ve K4 çalışma grubunu oluşturdu. Dihidroksi-4-fenilkumarin türevlerinin 4-fenil halkasında, (K1, K2) ve (K3, K4) sırasıyla hidroksi ve metoksi substitüye gruplar içeren moleküllerdir. HbF'in yeniden etkinleştirilmesi kapsamında K1, K2, K3, K4 ve HU'da hücre canlılık, total protein, total Hb, HbF ve γ-globin gen ekspresyon analizleri gerçekleştirildi.
Çalışmada 7,8-dihidroksi-4-fenilkumarin türevleri, 6,7-dihidroksi-4-fenilkumarin türevlerine göre daha fazla sitotoksik etki gösterdi. 72. saatte elde edilen en yüksek HbF düzeyleri, 50 µM HU derişimde gözlenen değerler ile kıyaslandığın da K2>K3>K4≥K1>HU olup, γ-globin gen ekspresyon düzeyleri de 200 µM HU derişimde K2>K3>K1>K4>HU olduğu saptandı. En yüksek HbF düzeyi gösteren K2 0,8 µg/mL'nin γ-globin gen ekspresyon düzeyleri HU 200 µM'ye göre 6,3 kat artış yaptığı görüldü. 4-fenilkumarinlerde 7'nci ve 8'inci pozisyonlarda hidroksi substitüye grupları içeren moleküllerimizin γ-globin gen ekspresyon düzeyini artırdığı bulundu. Metoksi grupları varlığında gen ekspresyonunda azalmaya neden olabileceği düşünüldü. Özellikle K2'nin sitotoksik etkilerine rağmen γ-globin gen ekspresyon düzeylerindeki ciddi artış, 4-fenilkumarin ve 3 fenilkumarinlerin farklı türevlerinde HbF indükleme çalışmalarına yol gösterici olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
β-thalassemia and sickle cell anemia (SCD) are common hereditary blood diseases with current treatments having limitations as high cost and clinical complications. Since increased HbF in these patients reduces clinical severity, natural, or synthesized polyphenolic and antioxidant agents like resveratrol (that can reactivate HbF by inducing γ-globin gene expression) have lately become focus of research. The study aims to investigate the effects of dihydroxy-4-phenylcoumarin derivatives on fetal hemoglobin levels and γ-globin gene expression activation in K562 cell lines.
Hydroxyurea being positive control, dihydroxy-4-phenylcoumarin derivatives K1, K2, K3 and K4 formed the study group. In the 4-phenyl ring of dihydroxy-4-phenylcoumarins, (K1, K2) and (K3, K4) are molecules containing hydroxy and methoxy substitution groups, respectively. Cell viability, total protein, total Hb, HbF and γ-globin gene expression analyzes were performed in K1, K2, K3, K4 and HU for HbF reactivation.
7,8-dihydroxy-4-phenylcoumarins showed more cytotoxic effects than 6,7-dihydroxy-4-phenylcoumarins. The highest HbF levels at 72 hours (compared with 50 μM HU concentration values) were K2>K3>K4≥K1>HU, and its γ-globin gene expression levels (compared with 200 μM HU concentration values) were K2>K3>K1>K4>HU. K2 0.8 μg/mL, which showed the highest HbF level, increased γ-globin gene expression levels 6.3 fold compared to HU 200 μM. Hydroxy substitutions at positions 7 and 8 for 4 phenylcoumarins were found to increase in γ-globin gene expression levels. It may be that the presence of methoxy substitutions result in a decrease in gene expression. Particularly, despite the cytotoxic effects of K2, it is considered that the significant increase in γ-globin gene expression levels may lead to HbF induction studies in different derivatives of 3- and 4-phenylcoumarins.