Akrilamid ve 5-hidroksimetilfurfural'in olası genotoksik etkilerinin tek hücre jel elektroforez yöntemi ile in vitro değerlendirilmesi
In vitro assessment of the genotoxic effects of acrylamide and 5-hydroxymethylfurfural by single cell gel electrophoresis assay
Yazar: CAN BABACANOĞLU
Danışman: PROF. DR. ÜLKÜ ÜNDEĞER BUCURGAT ; PROF. DR. SEVTAP AYDIN DİLSİZ
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akrilamitler = Acrylamides ; Elektroforez-agar jel = Electrophoresis-agar gel ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Hidroksimetilfurfural = Hydroxymethylfurfural ; İn vitro = In vitro

Özet:
Akrilamid (2-propenamid) karbonhidrat içeriği yüksek gıdalarda ısıl işlem uygulanması ile açığa çıkan monomer yapısında bir bileşiktir. 5-hidroksimetilfurfural (5-HMF) ise asidik koşullarla beraber yüksek sıcaklığın etkisiyle şeker ve amino asit arasındaki reaksiyonlar sonucunda oluşan bir bileşiktir. Akrilamid ve 5-HMF kızartma, fırınlanma, kavurma, ızgara gibi yüksek sıcaklık ve düşük nem koşularındaki pişirme işlemlerinde ortaya çıkmaktadır. Bu gibi yöntemler ile işlenen patates, kahve çekirdeği, fırın mamullerinde akrilamid ve 5-HMF oranı yüksektir. Akrilamidin, asparajin adlı aminoasit ile karbonhidratların yüksek sıcaklıkta tepkimeye girmesi ile (Malliard reaksiyonu) oluştuğu bilinmektedir. Akrilamid ile yapılan çalışmalarda bu bileşiğin hayvanlarda karsinojenik olduğu, üreme ve sinir sistemi toksisitesine yol açtığı gösterilmiş; akrilamid Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından insanlar için olası kanserojen olarak sınıflandırılmıştır (Grup 2A). 5-HMF, Maillard reaksiyonunda ara basamaklarda, heksoz yapısındaki karbonhidratların asit-katalize dehidrasyonu ile ortaya çıkan bir bileşik olup genotoksik etkileri bulunmaktadır. Yapılan çalışmalar akrilamid ve 5-HMF maruziyetinin en önemli yollarından birisinin kahve tüketimi olduğunu göstermiştir. Yüksek maruziyete rağmen kahve tüketimi ile çeşitli kanser türleri arasında bir nedensellik kurulamamıştır. Kahvede doğal olarak bulunan bileşiklerden kafeik asit polifenolik yapıdaki hidroksisinamik asitlerden birisi olup antibakteriyel, antiviral, anti-inflamatuvar, antioksidan ve antikanser etkileri tespit edilmiştir. Projemizde akrilamid ve 5-HMF'nin in-vitro hücre hatlarındaki olası genotoksik etkisinin DNA hasarlarını tespit etmek için kullanılan tek hücre jel elektroforez (Comet) yöntemi ile araştırılması ve kafeik asitin olası genotoksik etkileri onarıp onarmadığının saptanması amaçlanmaktadır. Bu sayede kahvedeki zararlı bileşiklerden akrilamid ve 5-HMF'nin genotoksik etkisinin, kahvede bulunan ve koruyucu olan kafeik asit varlığında, farklı hücre hatlarında nasıl değiştiği tespit edilecektir.

Abstract:
Acrylamide (2-propenamide) is a monomeric compound released by heat treatment in foods with high carbohydrate content. 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) is a compound which is formed as a result of reactions between sugar and amino acid due to high temperature with acidic conditions. Potato, coffee bean and bakery products have high acrylamide and 5-HMF content through such methods. Acrylamide is known to be formed by the reaction of the asparagine with carbohydrates at high temperature (Malliard reaction). Studies with acrylamide have shown that this compound is carcinogenic in animals, leading to reproductive and nervous system toxicity. Acrylamide is classified as a possible carcinogen for humans by the International Agency for Research on Cancer (IARC) (Group 2A). 5-HMF is a compound resulting from acid-catalyzed dehydration of carbohydrates in hexose structure in the intermediate steps in the Maillard reaction and has genotoxic effects. Studies have shown that coffee consumption is one of the most important ways of acrylamide and 5-HMF exposure. Despite high exposure, a causality between coffee consumption and various cancers has not been established. One of the compounds found naturally in coffee beans is caffeic acid and it is one of the hydroxycinamic acids in polyphenolic structure. In our project, it is aimed to investigate the possible genotoxic effect of acrylamide and 5-HMF in in-vitro cell lines by single cell gel electrophoresis (Comet) which is used to detect DNA damage and to determine whether caffeic acid has repaired the possible genotoxic effects. In this way, the genotoxic effect of acrylamide and 5-HMF from the harmful compounds in the coffee will be determined in different cell lines in the presence of caffeic acid which is found in the coffee and which is protective.