Radyofrekans alanların insan kolorektal karsinom hücrelerinde kaspaz-bağımlı apoptoz üzerine etkileri
The effects of radiofrequency fields on caspase-dependent apoptosis in human colorectal carcinomas cells
Yazar: ARIN TOMRUK
Danışman: DOÇ. DR. GÖKNUR GÜLER ÖZTÜRK
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Karsinoma = Carcinoma ; Kaspazlar = Caspases ; Kolorektal neoplazmlar = Colorectal neoplasms ; Mikrodalgalar = Microwaves ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyofrekans = Radiofrequency

Özet:
Radyofrekans (RF) ve Mikrodalga (MW) radyasyona kısa süreli ya da uzun süreli maruziyetler; toplum ve çevre sağlığı üzerindeki olumlu/olumsuz sağlık ve biyolojik etkileri ya da oluşturabilecekleri riskler açısından henüz netlik kazanamamış, tartışmaya açık konular arasında yer alsa dahi Dünya Sağlık Örgütü (WHO), Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından 2011 yılında RF alanları insanlarda kanser oluşturması mümkün olan Grup 2B sınıfına dahil etmiştir. Kanser gelişim süresinde; tümör baskılayıcı fonksiyon, DNA onarımı ve apoptoz kritik önem taşımaktadır. Kanser hücreleri bu süreçte programlanmış hücre ölümüne karşı direnç geliştirmektedir. Bu nedenle, radyo frekans alanların kanserin oluşumu ya da tedavi edici etkisinin araştırılması söz konusu olduğunda; öncelik, Elektromanyetik (EM) alanların apoptoz mekanizması üzerindeki olası etkilerini araştırmak yaklaşımlardan biri olmalıdır. Çalışmada, insan kolorektal adenokarsinoma hücre hattı olan HT-29 hücreleri kullanıldı. HT-29 hücreleri, farklı frekanslarda [1800 MHz; 2100 MHz; 2600 MHz] ve farklı uygulama sürelerinde (3 saat sürekli, 6 saat kesikli [3saat RF Alan Maruziyet sistemi açık /1saat RF Alan Maruziyet sistemi kapalı/3saat RF Alan Maruziyet sistemi açık], 6 saat sürekli) RF Alanlara maruz bırakılarak, programlı hücre ölümü yolağı ve sağkalım mekanizmalarında aktif rol oynayan 4 Kaspazın [Başlatıcı Kaspaz (Kaspaz-8; Kaspaz-9), Uyarıcı Kaspaz (Kaspaz-3) ve Yangı Kaspaz (Kaspaz-12)] gen ifadelenme düzeyleri kantitatif real time PCR yöntemi ile SYBR Green I boyası kullanılarak analiz edilmiştir. Kaspaz-bağımlı apoptoz süreci değerlendirildiğinde; 2100 MHz RF radyasyonun uygulanan 3 saat sürekli ve 6 saat kesikli maruziyet sürelerinde Başlatıcı Kaspazlar olan Kaspaz-8 ve Kaspaz-9' un gen ifadelenme düzeyinde anlamlı seviyede artış olduğu tespit edilmiştir. Kaspaz-3' ün gen ifadelenme düzeyinin ise sadece 6 saat kesikli maruziyet süresinde anlamlı bir artış gösterdiği tespit edilmiştir. Bu doğrultuda; 2100 MHz RF radyasyonun hem ölüm reseptör yolağı Başlatıcı Kaspazı olan Kaspaz-8' i, hem de iç mitokondriyal yolağı Başlatıcı Kaspazı olan Kaspaz-9' u aktive edebileceği, Başlatıcı Kaspazların 3 saat maruziyet sonrasında Uyarıcı Kaspaz olan Kaspaz-3' ü aktive edebileceği yönünde bir görüş belirtilebilmektedir. Ancak; Kaspaz-12' nin gen ifadelenme düzeyinde kendi negatif kontrol ve sham gruplarına göre bir değişim olmaması, Kaspaz-9 ve Kaspaz-3 aktivasyonunun Endoplazmik Retikulum Stresine bağlı gelişen bir apoptoz olmadığını göstermektedir. Apoptoz birçok patolojik ve fizyolojik olayda etkin rol almaktadır. Bu nedenle apoptotik sürece müdahale ederek yeniden düzenlenmesi, önemli tedavi yöntemlerini gündeme getirebilmektedir. Bu tez çalışması, Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Birimi tarafından desteklenen 01/2013-17 proje kodlu Doktora Tez projesinden temin edilen Hücre Hattı ve Hücre Hattına ait Besiyeri;  01/2013-17 proje kodlu Doktora Tez projesi ile eş zamanlı çalışılması planlanan 01/2015-10 proje kodlu Bağımsız Araştırma projesinden temin edilen Kaspaz gen ekspresyon kitleri, Hücre Hattına ait Besiyeri ve laboratuvar sarf malzemeleri kullanılarak tamamlanmıştır.

Abstract:
Although effects of exposure to radiofrequency (RF) and microwave (MW) radiation for short and long periods of time on environmental health and community health have not been clarified yet; World Health Organisation (WHO) and International Agency for Research on Cancer (IARC) included exposure to RF fields in Group 2B, which can cause cancer in 2011. Tumor suppressing function, DNA repair and apoptosis have critical importance in the developmental period of cancer. In this process, cancer cells develop resistance to programed cell death. Therefore, when it comes to researching the cancer causing or curing effects of radio frequency fields, an approach to be adopted should be to first study the probable effects of EM fields on apoptosis mechanism. This study uses HT-29 cells- which is a human colorectal adenocarcinoma cell line. HT-29 cells were analysed in differing frequencies [1800 MHz; 2100 MHz; 2600 MHz]  and  by exposing the respondents to RF fields in differing lengths of application (3 hours continuously, 6 hours discontinuously [RF field exposition system is on for 3 hours/ it is off for 1 hour/ it is on for 3 hours], 6 hours continuously) and by analysing the expression of caspases (caspase-8; caspase-9, caspase-3 and caspase-12) which play active roles in cell death path and in survival mechanisms through real time PCR method. It was found gene expression level of initiator caspases (caspases-8 and caspases-9) significantly increased when 2100 MHz RF radiation was applied for 3 hours continuously and 6 hours intermittently. Caspase-3 gene expression levels were, however, found to increase significantly only during 6 hour intermittent exposure. Accordingly, it can be said that 2100 MHz RF radiation can activate both caspase-8 - death receptor path starter- and caspase-9 – internal mitochondrial path starter caspase,- and that the starter caspases can activate caspase-3 after 3 hours of exposure. Yet, the fact that there was no change in gene expression levels of caspase-12 according to its own negative control and sham groups indicated that caspase-9 and caspase-3 activation was not developing apoptosis due to endoplasmic reticulum stress. Apoptosis plays active roles in many pathological and physiological actions. Therefore, interfering in the apoptotic process and re-arranging it can bring new methods of treatment into discussion. This thesis was completed by using Cell Line and Cell Line Medium obtained from the project for doctoral thesis supported by Gazi University Unit of Scientific Research Projects and carrying the project code of 01/2013-17 and from Caspase Gene Expression Kids, Cell Line Medium and Laboratory Consumables- an independent research project with the project code of 01/2015-10 and which was planned to be conducted synchronally with doctoral thesis project carrying the project number 01/2013-17.