Naringin ve berberin ile enkapsüle edilmiş polimerik nanopartiküllerinin sağlıklı ve kanser hücrelerinde olası sitotoksik ve genotoksik etkilerinin karşılaştırılması /
Yazar: JÜLİDE SECERLİ
Danışman: DOÇ. DR. MERVE BACANLI
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology
Dizin: Berberin = Berberine ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Naringin = Naringin ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Toksisite = Toxicity

Özet:
Amaç: Bitkilerden elde edilen ve günümüzde birçok ilacın kaynağını oluşturan fitokimyasal bileşikler, sahip oldukları önemli terapötik etkileri nedeniyle uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Özellikle kanser tedavisinde bu bileşiklerin kullanımı dikkat çekmekle birlikte çözünürlük problemleri ve terapötik etkilerini iyileştirmek için nanotaşıyıcı sistemlere odaklanılmaktadır.  Bu tezin amacı, naringin ve berberin maddeleri ile naringin ve berberin ile enkapsüle edilmiş poli(metilmetakrilat) (PMMA) kaplı nanopartikül (NP)'lerin antioksidan özellikleri ile fare fibroblast (3T3) ve kolon kanseri (Caco-2) hücreleri üzerindeki olası sitotoksik ve genotoksik etkilerinin değerlendirilmesidir.
Gereç ve Yöntem: 25-2000 μM konsantrasyon aralığında berberin, naringin, berberin yüklü PMMA NP ve naringin yüklü PMMA NP'lerin antioksidan kapasiteleri 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) radikali yöntemi ile belirlenmiştir. 2,5-100 μM konsantrasyon aralığında berberin, berberin yüklü PMMA NP ve naringin yüklü PMMA NP'lerin ve 25-2000 μM konsantrasyon aralığında naringinin 24, 48 ve 72 saat maruziyetten sonra sitotoksik etkileri 3T3 ve Caco-2 hücrelerinde 3-(4,5-dimetiltiyazol-2-il)-3,5-difenilformazan (MTT) yöntemi ile belirlenmiştir. 2,5-100 μM konsantrasyon aralığında berberin, berberin yüklü PMMA NP ve naringin yüklü PMMA NP'lerin ve 25-2000 μM konsantrasyon aralığında naringinin genotoksik etkileri ise 3T3 ve Caco-2 hücrelerinde tek hücre jel elektroforez yöntemi (COMET) belirlenmiştir.
Bulgular: 2000 μM konsantrasyonunda berberin, naringin, berberin yüklü PMMA NP ve naringin yüklü PMMA NP'lerin DPPH inhibisyonunun sırasıyla %41,24, 64,08, 25,84, 34,11'e ulaştığı bulunmuştur. MTT testi sonucuna göre; 24,48,72 saat maruziyet sonra 3T3 hücresinde IC50 değerinin sırasıyla berberin için 79,20, 92,43, 60,97; naringin için 1891,20, 1955,34, 1931,37; berberin yüklü PMMA NP'lerin için 89,49, 91,77, 65,99; naringin yüklü PMMA NP'lerin 88,7977, 95,6684, 67,495 olduğu belirlenmiştir. 24,48,72 saat maruziyet sonra Caco-2 hücresinde ise IC50 değerinin sırasıyla berberin için 64,48, 66,39, 73,72; naringin için 1991,12, 1531,17, 1452,17; berberin yüklü PMMA NP'lerin için 93,24, 68,35, 78,82; naringin yüklü PMMA NP'lerin 76,04, 81,89, 82,24 olduğu belirlenmiştir. COMET yönteminde ise çalışılan bileşiklerin düşük konsantrasyonlarında genotoksik etkilerinin olmadığı saptanmıştır. Bu verilere dayanarak naringin ve berberin ile enkapsüle polimerik NP'lerin kanser için yeni tedavi yaklaşımlarına katkıda bulunabileceği düşünülmektedir. Ancak daha fazla in vitro ve in vivo çalışmaya ihtiyaç vardır.
Anahtar Kelimeler: PMMA, Berberin, Naringin, Antioksidan Kapasite, MTT, COMET

Abstract:
Purpose: Phytochemical compounds obtained from plants have been used for many years due to their important therapeutic effects and today, they are still the source of many drugs. In this study, it was aimed to evaluate the antioxidant properties of naringin and berberine substances and poly(methylmethacrylate) (PMMA) coated naringin and berberine nanoparticles (NP) and their possible cytotoxic and genotoxic effects on mouse fibroblast (3T3) and colon cancer (Caco-2) cells.
Methods: The antioxidant capacities of berberine, naringin, berberine-loaded PMMA NP and naringin-loaded PMMA NPs in the concentration range of 25-2000 μM were determined by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil (DPPH) radical method. The cytotoxic effects of berberine, berberine-loaded PMMA NP and naringin-loaded PMMA NPs in the concentration range of 2,5-100 μM, and naringin in the concentration range of 25-2000 μM were evaluated by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-3,5-diphenylformazine (MTT) assay in 3T3 and Caco-2 cells after 24, 48 and 72 hours of exposure.  The genotoxic effects of berberine, berberine-loaded PMMA NP and naringin-loaded PMMA NPs in the concentration range of 2.5-100 μM and naringin in the concentration range of 25-2000 μM were determined in 3T3 and Caco-2 cells by single cell gel electrophoresis method (COMET).
Results: It was found that DPPH inhibition of berberine, naringin, berberine-loaded PMMA NP and naringin-loaded PMMA NPs at 2000 μM concentration reached 41.24%, 64.08%, 25.84%, 34.11%, respectively. As a result of the MTT assay; after 24, 48 and 72 hours of exposure, the determined IC50 values in 3T3 cells were 79.20 μM, 92.43 μM, 60.97 μM for berberine; 1891.20 μM, 1955.34 μM, 1931.37 μM for naringin; 89.49 μM, 91.77 μM, 65.99 μM for berberine-loaded PMMA NPs; 88.80 μM, 95,67 μM, 67.50 μM for naringine-loaded PMMA NPs, respectively. After, 24, 48 and 72 hours of exposure, the determined IC50 values in Caco-2 cells were 64.48 μM, 66.39 μM, 73.72 μM for berberine, respectively; 1991.12 μM, 1531.17 μM, 1452.17 μM for naringin; 93.24 μM, 68.35 μM, 78.82 μM for berberine-loaded PMMA NPs; 76.04 μM, 81.89 μM, 82.24 μM for naringin loaded PMMA NPs, respectively. In the COMET method, it was determined that the studied compounds did not have genotoxic effects at low concentrations. Based on these data, it is thought that polymeric nanoparticles encapsulated with naringin and berberine may contribute to new treatment approaches for cancer, but further in vivo and in vitro research is required. 
Keywords: PMMA, Berberine, Naringin, Antioxidant Capacity, MTT, COMET