Electrochemical detection of oxaliplatin induced DNA damage in G-quadruplex structures
G-quadruplex DNA yapılarında oxalıplatinin yarattığı dna hasarının elektrokimyasal tespiti
Yazar: SILA CAN OSMANOĞULLARI
Danışman: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE ; DOÇ. DR. ÖZGÜL PERSİL ÇETİNKOL
Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: DNA hasarı = DNA damage ; Diferensiyel puls voltametrisi = Differential pulse voltammetry ; Elektroanalitik yöntemler = Electroanalytical methods ; Oksaliplatin = Oxaliplatin

Özet:
Oksaliplatin kemoterapide kullanılan bir antikanser ajandır. Platin bazlı bir kemoterapötik ajan olan Oksaliplatin'in genelde adenin (A) veya guanin (G) bazlarının N7 bölgelerinde zincir içi ve arası çapraz bağlar oluşturarak DNA hasarını indüklediği bilinmektedir. Bu nedenle, yüksek dozda Oxaliplatin farklı yan etkilerin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır.  Bu yan etkilerin altında yatan moleküler mekanizmaları ve Oksaliplatin'e karşı gelişen ilaç direncini anlayabilmek için, Oksaliplatin'in ve neden olduğu hasarın hızlı bir şekilde kalitatif ve kantitatif olarak belirlenmesine ihtiyaç vardır. Elektrokimyasal yöntemler, duyarlılıkları, basitlikleri ve düşük maliyetleri nedeniyle tercih edilen tespit platformları arasında yer almaktadırlar. Bu çalışmada, altın nanoparçacık (Au-NP) ile modifiye edilmiş grafit elektrot üzerinde diferansiyel puls voltametrisi kullanılarak Oxaliplatin'in neden olduğu DNA hasarının tespiti için bir elektroanalitik platform geliştirilmiştir. Hazırlanan elektrotların yüzey karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu ile gerçekleştirilmiştir. Oksaliplatin derişiminin artmasıyla guanin oksidasyon sinyalinin şiddetinin azalması, Oksaliplatinin DNA bazlarına bağlanmasının bir göstergesi olarak alınmış ve dinamik aralığı 1.0 μM ila 10.0 μM olan algılama platformunun geliştirilmesinde kullanılmıştır. Bu koşullar altında, Oksaliplatin kaynaklı DNA hasarının  1.0 μM Oksaliplatinin varlığında rahatça tespit edilebildiği belirlenmiştir..
Sonuç olarak, elde edilen verilerin gelecekteki çalışmalar için DNA-Oksaliplatin araştırmalarına yeni bir bakış açısı sunması öngörülmektedir.

Abstract:
Oxaliplatin is an anticancer agent used in chemotherapy. As a platinum-based chemotherapeutic agent, it is known to induce DNA damage by generating intra- and inter-strand crosslinking mainly at N7 sites of adenine (A) or guanine (G) bases.  Thus, a high dosage of Oxaliplatin results in different side effects. In order to understand the molecular mechanisms underlying these side effects and the drug resistance developing against Oxaliplatin, there is a need for rapid qualitative and quantitative determination of Oxaliplatin and the damage caused by it. Electrochemical based methods are one of the sensing platforms that can be preferred due to their sensitivity, simplicity and low cost. In this study, an electroanalytical platform for the detection of DNA damage caused by Oxaliplatin was constructed via using differential pulse voltammetry on gold nanoparticle (Au-NP)-modified graphite electrode. The surface characterization of the prepared electrodes was performed by scanning electron microscopy. The decrease in the intensity of the guanine oxidation signal with increasing Oxaliplatin concentration was taken as an indication of the binding of Oxaliplatin to DNA bases and used in the development of the detection platform with the dynamic range of 1.0 μM to 10.0 μM. The Oxaliplatin induced damage could be detected as low as at 1.0 μM Oxaliplatin concentration under the optimized conditions. These results in here are expected to offer new insights into the investigations of DNA-Oxaliplatin interactions in the future studies.