Hydroxychloroquine sulfate bileşiğinin in vitro sitogenotoksik etkileri
In vitro cytogenotoxic effects of hydroxychloroquine sulfate compound
Yazar: HATİCE YILDIZ
Danışman: PROF. DR. HASAN BASRİ İLA
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışma hem antimalaryal, hem de immünmodülatör etkiye sahip 4-amino kinolin grubu Hydroxychloroquine Sulfate (HCQ) bileşiğinin sitogenotoksik etkilerini araştırmak amacıyla yapılmıştır. Çalışmalar sağlıklı insan lenfositleri ve bakteri suşlarıyla in vitro koşullarda gerçekleştirilmiştir. Ames reversiyon testi için, Salmonella typhimurium mutant oksotrofik TA98 ve TA100 suşları HCQ'nun 5, 10, 20, 40 ve 80 µg/petri konsantrasyonlarına 72 saat süreyle maruz bırakılmıştır. Burada HCQ, TA98 suşunda mutajenik etki göstermemiş, TA100 suşunda ise koloni sayısında azalmaya neden olmuştur. Lenfositlerde yapılan komet testi verilerine göre test maddesi, Genetik Hasar Indeksi (GHI) ve Hasarlı Hücre Oranı (HHO) üzerine anlamlı bir etkiye sahip değildir. DNA hasarlayıcı-koruyucu aktivite testi bulgularına göre 20 ve 40 μg/mL dozlarda HCQ, pBR322 plazmid DNA üzerinde tek başına önemli bir hasarlayıcı etki göstermemiş, aksine UV+ H2O2 etkisine karşı olası bir koruyucu (antiradikal) potansiyelle ilgili işaretler sergilemiştir. Mikronukleus (MN) testinde HCQ bütün konsantrasyonlarda (10, 20 veya 40 µg/mL) lenfositlerde herhangi bir genotoksisite göstermemişken, özellikle yüksek dozlarda anlamlı sitotoksik etki göstermiştir. MN deneyinde ilk santrifüjden sonra alınan hücre kültürü süpernatantında spektrofotometrik olarak 590 nm dalga boyunda ölçülen Total Oksidan Kapasite (TOK) ve Total Antioksidan Yanıtı (TAY) (660 nm) üzerinden hesaplanan Oksidatif Stres Indeksinin (OSI) özellikle yüksek HCQ konsantrasyonlarında anlamlı olarak azaldığı saptanmıştır. In silico moleküler kenetlenme simülasyon verilerine göre HCQ ile DNA polimeraz delta, güçlü olmayan bir serbest bağlanma (Gibbs enerjisi = -5.6 kcal/mol) enerjisiyle etkileşime girmektedir. Genel bir sonuç olarak bu çalışmada HCQ belirgin bir genotoksik etki göstermemiştir ancak sitotoksik etkisi dikkat çekicidir. Bu bulgu, farklı hastalıkların tedavisinde paradigma değişimi vadetmektedir.

Abstract:
This study was carried out to investigate the cytogenotoxic effects of the 4-amino quinoline group hydroxychloroquine sulfate (hydroxychloroquine sulfate) (HCQ) compound, which has both antimalarial and immunomodulatory effects. Studies were performed in vitro conditions with healthy human lymphocytes and bacterial strains. For the Ames reversion test, Salmonella typhimurium mutant auxotrophic TA98 and TA100 strains were exposed to HCQ concentrations of 5, 10, 20, 40, and 80 µg/petri for 72 hours. Here, HCQ did not show a mutagenic effect in the TA98 strain but caused a decrease in the number of colonies in the TA100 strain. According to the comet test data on lymphocytes, the test substance did not significantly affect the Genetic Damage Index (GHI) and Damaged Cell Ratio (HHO). According to the DNA damaging-protective activity test findings, HCQ did not show a significant damaging effect on pBR322 plasmid DNA alone; on the contrary, it showed signs of a possible protective (antiradical) potential against the effect of UV+ H2O2 at 20 and 40 μg/mL doses. In the micronucleus (MN) test, HCQ showed no genotoxicity in lymphocytes at all concentrations (10, 20, or 40 µg/mL) but showed a significant cytotoxic effect, especially at high doses. The Oxidative Stress Index (OSI) calculated from the Total Oxidant Capacity (TOC) and Total Antioxidant Response (TAR) (at 660 nm wavelength) measured spectrophotometrically (at 590 nm) using the cell culture supernatant taken after the first centrifugation in the MN experiment, was significantly higher, especially at high HCQ concentrations were found to decrease. According to in silico molecular docking simulation data, HCQ and DNA polymerase delta interact with weak free binding energy (Gibbs energy = -5.6 kcal/mol). As a general result, HCQ did not show a significant genotoxic effect in this study, but its cytotoxic effect is remarkable. This finding promises a paradigm shift in the treatment of different diseases.