Ecballium elaterium (L.) A. Rich.'den izole edilen kukurbitasinlerin hücre proliferasyonu ve telomeraz aktivitesi üzerine etkisinin araştırılması
An investigation on the effect of cucurbitacins isolated from Ecballium elaterium (L.) A. Rich. on cell proliferation and telomerase activity
Yazar: EMİR TOSUN
Danışman: PROF. DR. AHMET BAYSAR ; YRD. DOÇ. DR. ERGÜL EYOL
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Ecballium elaterium (L.) A. Rich. meyve suyundan kukurbitasinlerin (Kukurbitasin D ve I ) izolasyonu, izole edilen Kukurbitasin D ve I'nın LS174T ve SW620 kolon kanser hücrelerinin çoğalması ve telomeraz aktivitesi üzerine olan etkisinin in vitro olarak araştırılması ve bu etkinin matematiksel modellerle ifade edilmesi amaçlanmıştır. 
Kukurbitasinler, olgun meyvelerin suyundan kloroformla ekstraksiyondan sonra çözücünün uzaklaştırılmasıyla oluşan kalıntının etil alkolde çözülerek HPLC cihazında analitik kolonda yürütülmesi ve bu maddeleri içeren fraksiyonların fraksiyon toplayıcıda toplanmasıyla elde edilmiştir. Liyofilizasyon sonucu izole edilen Kukurbitasin D ve Kukurbitasin I konsantrasyonlarının sırasıyla 418 µM ve 296 µM, saflıklarının ise standardlarla aynı olduğu belirlenmiştir. 
Kukurbitasin D ve I'nın hücre çoğalması üzerine etkileri, farklı konsantrasyonlarda (5-250 nM) ve farklı inkübasyon sürelerinde (6.-96. saatlerde) uygulanmasıyla hücre türü, uygulama süresi, uygulama maddesi türü ve konsantrasyonu yönünden in vitro olarak kesikli ortamda incelenmiştir. Tür, konsantrasyon ve süreye bağlı olarak kukurbitasinlerin LS174T ve SW620 hücre hatlarının proliferasyonunu (çoğalmasını) etkilediği görülmüştür (p<0,05). Kukurbitasin D ve I'nın hücre çoğalması üzerine etkilerinin zamanla değişimi (kinetik davranışı) için yeni modeller geliştirilmiştir. Uygulama maddesi konsantrasyonunun etkisi ise Monod ve Tessier modelleri ile ifade edilmiştir.
Kukurbitasin D ve I'nın 48 saat süre sonunda LS174T ve SW620 hücre hatlarında telomeraz aktivitesi üzerine olan etkisini araştırmak için RT-PCR yöntemi kullanılarak hTERT mRNA düzeylerindeki değişimler incelenmiş, hücre türü, uygulama maddesi türü ve konsantrasyonu (5-250 nM) yönünden değerlendirilmiştir. Konsantrasyona bağlı olarak kukurbitasinlerin telomeraz aktivitesini azalttığı görülmüş (p<0,05) ve bu etki Monod ve Tessier modelleri ile ifade edilmiştir.
Çalışmada elde edilen sonuçlar, Kukurbitasin D ve I'nın kolon kanserinde tedavi edici olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Bu yönde ileri araştırmaların yapılması, kukurbitasinlerin anti kanser etkisinin açığa çıkarılması bakımından önem arz etmektedir.

Abstract:
In this study, cucurbitacins (Cucurbitacin D and I) were isolated from Ecballium elaterium (L.) A. Rich. fruit juice. The isolated Cucurbitacin D and I were used in vitro to determine cell proliferation and telomerase activity in colon cancer cell lines LS174T and SW620. The effect of cell proliferation and telomerase activity on cell lines was expressed by mathematical models.
Cucurbitacins were extracted from the juice of ripe fruits with chloroform. The residue obtained by removing the organic solvent of phase was dissolved in ethyl alcohol and then was fractionated by an analytical column HPLC. The fractions containing Cucurbitacin D and I were collected in the fraction collector. The fractions were lyophilized and Cucurbitacin D and I crystals were obtained. The concentrations of the isolated Cucurbitacin D and I were determined as 418 µM and 296 µM, respectively. The isolated Cucurbitacin D and I were at the same purity as the standards. 
Both cucurbitacins were applied at various concentrations (5-250 nM) and different incubation times (6.-96. hours) on colon cancer cell lines LS174T and SW620. The effect of cell type, cucurbitacin type, cucurbitacin concentration and duration of application were studied in batch medium, in vitro. It was observed that depending on cell type, cucurbitacin type, cucurbitacin concentration and duration of application had significant effect on cell proliferation(p<0.05). New kinetic models for the effect of Cucurbitacin D and I on cell proliferation with time were developed. The effect of cucurbitacin concentration was expressed by Monod and Tessier models.
In order to determine the effect of Cucurbitacin D and I on telomerase activity in LS174T and SW620 cell lines after 48 hours of application, RT-PCR was used to identify the changes on the hTERT mRNA levels. Telomerase activity was evaluated for cell type, cucurbitacin type and cucurbitacin concentration (5-250 nM). It was found that telomerase activity decreased with cucurbitacin concentration (p <0.05). The effect of cucurbitacin concentration was also expressed by Monod and Tessier models.
The results obtained in this study show that Cucurbitacin D and I may be promising therapeutic agents for colon cancer. However, further research has to be carried out for the development of anti cancer cucurbitacin containing drugs.