Çinko oksit ve bakır oksit nanoparçacıklarının in vitro sistemler üzerindeki toksik etkilerinin araştırılması
The investigation of the toxic effects of zinc oxide and copper oxide nanoparacies on in vitro systems
Yazar: DUYGU PASLI
Danışman: PROF. DR. AYLİN GÜRBAY
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Bakır oksit = Copper oxide ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Otofaji = Autophagy ; Serbest radikaller = Free radicals ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Taurin = Taurine ; Toksisite testleri = Toxicity tests ; Çinko oksit = Zinc oxide ; İnterlökinler = Interleukins

Özet:
Çinko oksit (ZnO) ve bakır oksit (CuO) NP'ları yaygın olarak kullanılan yüksek toksisite potansiyeline sahip metal nanoparçacıklardır. Ancak, diğer NP'lar gibi toksisite mekanizmaları hakkındaki bilgiler sınırlıdır. Bu çalışmada, ZnO ve CuO NP'larının, tek başlarına veya bir arada, fare fibroblast (L929) ve insan nöroblastoma (SH-SY5Y) hücre hatları üzerindeki olası sitotoksik etkileri değerlendirilmiş, dietilentriaminpentaasetik asit (DTPA), N-asetilsistein (NAC) ve taurinin bu sistemlerdeki koruyucu etkileri incelenmiştir. MTT ve nötral kırmızı (NK) deneyleri sonucunda, L929 hücrelerinde ZnO NP'ları ile zamana ve konsantrasyona, karışım ile konsantrasyon, CuO NP'ları ile ise zamana bağlı bir sitotoksik etki gözlenmiştir. Kontrole göre reaktif oksijen bileşikleri (ROB) ve mitokondriyal membran potansiyeli (MMP)'nin yükseldiği gözlenmiştir. Apopitozun ve hücre içi kalsiyum düzeylerinin kontrolden daha düşük düzeylerde olduğu saptanmıştır. Otofajinin, CuO ve karışım ile indüklendiği, NAC ve taurin varlığında ise bu düzeylerin azaldığı gözlenmiş olup, IL-6 üretiminde herhangi bir artış elde edilmemiştir. SH-SY5Y hücrelerinde ise MTT ve NK testleri sonucunda, L929 hücre hattında gözlenenden daha düşük düzeyde sitotoksisite elde edilmiştir. Karışım ile ROT düzeylerinin ve MMP'nin yükseldiği, belirlenmiştir. Tek başlarına veya karışım NP'ları ile apopitozun indüklendiği, hücre içi kalsiyum düzeylerinin azaldığı belirlenirken; IL-8 düzeyleri saptanamamış, IL-6 düzeylerinde bir artış görülmemiştir.

Abstract:
Zinc oxide (ZnO) and copper oxide (CuO) NPs are commonly used metal nanoparticles with a high toxicity potential. However, information on toxicity mechanisms like other NPs, is limited. In this study, the possible cytotoxic effects of ZnO and CuO NPs on cell lines, either alone or in combination, on mouse fibroblast (L929) and human neuroblastoma (SH-SY5Y) cell lines were assessed and the protective effects of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), N-acetylcysteine and taurine have been examined. As a result of MTT and neutral red (NR) experiments, a time- and dose-dependent cytotoxic effect was observed with ZnO NPs, time-dependent cytotoxic effect with CuO NPs and concentration-dependent cytotoxic effect with mixture in L929 cells. Reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial membrane potential (MMP) increased, apoptosis and intracellular calcium levels were found to be lower than control levels. CuO and mixture induced autophagy and in the presence of NAC and taurine, these levels were decreased and no increase in IL-6 production was observed. In SH-SY5Y cells, MTT and NK tests resulted in lower cytotoxicity than observed in L929 cell line. It was determined that ROS levels and MMP were elevated with the mixture. Apoptosis was induced, intracellular calcium levels was decreased with this NPs alone or in combination; IL-8 levels were not detected and no increase in IL-6 levels were observed.