Probiyotiklerin bağirsak florasi ve kolon kanseri üzerindeki etkilerin incelenmesi
Examination of the effects of probiotics on intestinal flora and colon cancer
Yazar: PINAR SARI YOLSEL
Danışman: PROF. DR. ÖZGE ÇELİK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM ATEŞ DURU
İstanbul Kültür Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kolon kanseri, dünya genelinde farklı ülkeler arasında farklılık gösteren kanser türleri 
arasında öne çıkmaktadır. Gelişmiş ülkelerde, kolon kanseri sağlık alanında önemli bir 
sorun olarak kabul edilmektedir. Türkiye'de Sağlık Bakanlığı'nın verilerine göre, 
kadınlarda kolon kanseri tüm kanser vakaları içinde üçüncü sırada yer alırken, 
erkeklerde dördüncü sıradadır. Kolon kanserlerindeki artış hem ülkemizde hem de 
dünya genelinde yaygın olan beslenme alışkanlıklarındaki değişikliklerle doğrudan 
ilişkilidir. Bu yüzden araştırmacılar, kanser riskini azaltan besin takviyeleri geliştirmek 
ve optimal beslenme stratejilerinin önemini vurgulamak için büyük çaba sarf 
etmektedirler.
Bu çalışmada, probiyotik olan Lactobacillus gasseri, Lactobacillus acidophilus, 
Bifidobacterium longum, Bacillus clausii, Bifidobacterium animalis metabolitleri 
kullanılmıştır. Bu metabolitlerin farklı dozlarının, ilk başta patojenlere (Escherichia 
coli, Staphylococcus aureus) karşı etkisi araştırılmıştır. Anaerobik çalışmalarda 24 saat 
inkübasyonda Staphylococcus aureus ve Escherichia coli üzerinde inhibisyon olarak
en etkili olan probiyotik bakteri Bacillus clausii ondan sonra ise Bifidobacterium 
longum ve Bifidobacterium animalis olduğu gösterilmiştir. Anaerobik koşullarda 48 
saat inkübasyonda ise probiyotik metabolitlerde de aynı etki gözlenmiştir. Ayrıca 
bağırsak florasına benzer olarak; anaerobik şartlarda etkileri değerlendirildiğinde,
aerobik koşullara göre daha yüksek inhibisyon etkinliği saptanmıştır. Probiyotik 
metabolitlerimiz, İnsan Kolon Kanseri Hücre Hatları (HCT-116 ve HT-29) ve Sağlıklı 
Fibroblast hücre L929 hattı üzerinde test edilmiştir. Her üç hücre hattının 24 saatlik 
proliferasyonunda %50 azalmaya neden olan metabolitlerin inhibitör konsantrasyonu 
(IC50), hücre canlılık analizi kullanılarak belirlenmiştir. Sağlıklı hücre hatlarına karşı 
herhangi bir toksik etki göstermediğini ortaya koymak için kontrol olarak L929 hücresi 
üzerinde denenmişlerdir. Hücre canlılık sonuçlarına dayanarak seçilen Lactobacillus 
gasseri, Lactobacillus acidophilus ve Bifidobacterium animalis metabolitleriyle 
çalışılmıştır. Bu metabolitler, HCT-116 hücrelerine karşı en toksik etkiyi gösterirken 
L929 hücrelerine karşı olabildiğince az aktif olanlar olarak belirlenmiştir.
Lactobacillus gasseri, Lactobacillus acidophilus ve Bifidobacterium animalis
metabolitlerinin HCT-116 üzerindeki ve Bifidobacterium animalis metabolitinin HT29 üzerindeki antiproliferatif ve apoptotik etkileri CellEvent™ Caspase‐
3/7 Green Flow Cytometry Assay analizi ile araştırılmıştır. Probiyotik 
Bifidobacterium animalis ve Lactobacillus gasseri metabolitlerinin HCT-116 hücre 
hattında ve Bifidobacterium animalis metabolitinin HT-29 üzerinde antiproliferatif, 
apoptotik ve nekrotik etkilerin olduğu gösterilmiştir. Literatürde probiyotiklerin ve 
patojenlerin organizma düzeyinde hücrelerdeki etkilerine dair çalışmalar mevcut olsa 
da metabolitlerin hücre hatlarındaki etkileri ile ilgili yeterli çalışma bulunmamaktadır. 
Bundan dolayı çalışmamız kolon kanseri hücre hatları üzerinde sağladığı apoptotik 
etkinlik ve probiyotik metabolitlerin etkin bir tedavi yöntemi olarak 
değerlendirilmesine dair literatüre katkı sağlamaktadır.

Abstract:
Colon cancer stands out among the types of cancer, differing across various countries 
worldwide. In developed countries, colon cancer is considered a significant health 
problem. According to the data from the Turkish Ministry of Health, colon cancer 
ranks third among all cancer cases in women and fourth in men. The increase in colon 
cancer is directly related to changes in dietary habits, which are widespread both in 
our country and globally. Therefore, researchers are making great efforts to develop 
nutritional supplements that reduce cancer risk and emphasize the importance of 
optimal nutrition strategies.
In this study, the metabolites of probiotic strains Lactobacillus gasseri, Lactobacillus 
acidophilus, Bifidobacterium longum, Bacillus clausii, and Bifidobacterium animalis
were used. The effects of different doses of these metabolites were initially 
investigated against pathogens (Escherichia coli, Staphylococcus aureus). In 
anaerobic studies, Bacillus clausii was found to be the most effective probiotic 
bacterium in inhibiting Staphylococcus aureus and Escherichia coli after 24 hours of 
incubation, followed by Bifidobacterium longum and Bifidobacterium animalis. In 
anaerobic conditions, after 48 hours of incubation, the same effect was observed in 
probiotic metabolites. Furthermore, similar to the intestinal flora, when their effects 
were evaluated under anaerobic conditions, higher inhibition activity was detected 
compared to aerobic conditions.
Our probiotic metabolites were tested on human colon cancer cell lines (HCT-116 and 
HT-29) and healthy fibroblast cell line L929. The inhibitory concentration (IC50) of 
the metabolites, which caused a 50% reduction in the proliferation of all three cell lines 
after 24 hours, was determined using cell viability analysis. To demonstrate that they 
did not exhibit any toxic effects on healthy cell lines, they were tested on the L929 
cells as a control. Based on the cell viability results, the metabolites of Lactobacillus 
gasseri, Lactobacillus acidophilus, and Bifidobacterium animalis were selected for 
further study. These metabolites were identified as the most toxic against HCT-116 
cells while showing the least activity against L929 cells. The antiproliferative and 
apoptotic effects of Lactobacillus gasseri, Lactobacillus acidophilus, and
Bifidobacterium animalis metabolites on HCT-116 cells, and the effects of 
Bifidobacterium animalis metabolites on HT-29 cells, were investigated using the 
CellEvent™ Caspase‐3/7 Green Flow Cytometry Assay analysis. It was shown that 
probiotic metabolites of Bifidobacterium animalis and Lactobacillus gasseri had 
antiproliferative, apoptotic, and necrotic effects on the HCT-116 cell line, and 
Bifidobacterium animalis metabolites exhibited similar effects on the HT-29 cell line.
Although there are studies in the literature regarding the effects of probiotics and 
pathogens on cells at the organism level, there is not enough research on the effects of 
metabolites on cell lines. Therefore, our study contributes to the literature on the 
apoptotic effects achieved on colon cancer cell lines and the potential of probiotic 
metabolites as an effective treatment method.