Bisfenol a ve analoglarının endoplazmik retikulum stresi üzerine etkilerinin hücre kültüründe incelenmesi
Investigation of the effects of bisphenol A and its analogs on endoplasmic reticulum stress in cell culture
Yazar: MİNE ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. SİBEL ÖZDEN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology ; Genetik = Genetics
Dizin: Bisfenol = Bisphenol ; Bisfenol A = Bisphenol A ; Endoplazmik retikulum = Endoplasmic reticulum ; Endoplazmik retikulum stresi = Endoplasmic reticulum stress ; Hücre kültür teknikleri = Cell culture techniques

Özet:
Bisfenol A (BPA) ve analogları olan bisfenol F (BPF) ve bisfenol S (BPS), günlük hayatta kullanılan pek çok üründe bulunması ve suları kontamine etmesinden dolayı, özellikle insan sağlığı açısından yüksek risk oluşturan kimyasalardır. Doktora tez çalışmasında, BPA, BPF ve BPS'nin endoplazmik retikulum (ER) stresi üzerine toksik etkileri insan prostat kanseri (PC-3) ve insan normal prostat (PNT1A) hücrelerinde incelenerek ER stres yolakları ile muhtemel ilişkisi aydınlatılmaya çalışılmıştır. Tez çalışmasında, BPA, BPF ve BPS için MTT testi sonuçlarına göre IC50 değerleri, 48 saatlik maruziyet sonrası, sırasıyla, PC-3 hücrelerinde; 157,66 µM, 510,17 µM ve 519,61 µM ve PNT1A hücrelerinde;101,05 µM, 485,5 µM ve 659,24 µM olarak tespit edildi. BrdU testi ile belirlenen hücre proliferasyonunda, 48 saat BPA, BPF ve BPS maruziyeti sonrasında, kontrole kıyasla,PC-3 hücrelerinde,1-10 µM konsantrasyonlarda, %10-41,85 oranlarında anlamlı artış gözlenirken; PNT1A hücrelerinde yalnızca 10 µM BPA maruziyeti sonrası %29,7 oranında anlamlı azalma gözlendi. ROS oluşumunda ise; BPA, BPF ve BPS maruziyeti sonrasında kontrole kıyasla, PC-3 ve PNT1A hücrelerinde anlamlı olmayan değişiklikler gözlendi. 0,1-10 µM 48 saat BPA, BPF ve BPS maruziyeti sonrası, PC-3 hücrelerinde, geç apoptozda %16,2-22,14; PNT1A hücrelerinde ise geç apoptozda %21,27 oranında, kontrole kıyasla anlamlı farklılıklar gözlendi. 1-10 µM konsantrasyonlarda 48 saat BPA, BPF ve BPS maruziyetinin hem PC-3 hem de PNT1A hücrelerinde, ER stresi ile ilişkili genlerin (PERK, eIF2α, IRE1α, CHOP, GRP78, ATF4, ATF6) ve apoptozda rol oynayan genlerin (BAX, BCL-2 XIAP, AIF, KASPAZ-9) ekspresyon seviyelerini önemli derecede değiştirdiği gösterildi. Ayrıca, 1-10 µM konsantrasyonlarda 48 saat BPA, BPF ve BPS maruziyetinin western blot tekniği ile CHOP proteini üzerinde anlamlı değişikliklere neden olduğu da görüldü. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlara göre, BPA ve anologlarının hücresel stres ve apoptotik mekanizmalar üzerinden toksik etki gösterebileceği,  BPA'nın BPF ve BPS'ye göre daha etkili olabileceği öne sürülmekte olup; bu çalışmanın endokrin bozucu maddelerin ER stress mekanizmaları üzerine etkileri konusuda literatüre katkı sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Bisphenol A (BPA) and its analogs bisfenol F (BPF) and bisfenol S (BPS) are endocrine disrupting chemicals widely used in industry. It has high risks, especially for human health, because it is found in many products used in daily life and contaminates water. In doctorate thesis, the toxicological effects of BPA, BPF and BPS on endoplasmic reticulum (ER) stress and their possible relationship with ER stress pathways have been investigated in PC-3 and PNT1A cells. In PC-3 cells, IC50 values were determined for BPA, BPF and BPS respectively;157,66 µM, 510,17 µM and 519,6 µM after 48 h of exposure; in PNT1A cells, the IC50 values were determined for BPA, BPF and BPS respectively; 101,05 µM, 485,5 µM and 659,24 µM after 48 h of exposure. In the cell proliferation determined by BrdU test, after 48 hof exposure to BPA, BPF and BPS at 1-10 µM concentrations, a significant increase was observed in PC-3 cells at the rate of 10-41,85%; a significant decrease of 29,7% was determined in PNT1A cells after only 10 µM BPA exposure. In ROS formation, non-significant changes were observed in PNT1A and PC-3 cells compared to control. In addition, after 48 h of exposure to 0,1-10 µM BPA, BPF and BPS, significant differences were observed in PC-3 cells;16,2-22,14% in late apoptosis; significant differences were observed in PNT1A cells, 21,27% in late apoptosis compared to the control. Furthermore, exposure to BPA, BPF and BPS at 1-10 µM concentrations,in both PC-3 and PNT1A cells have shown significantly alterations of expression levels in the ER stress-related genes (PERK, EIF2α, IRE1α, CHOP, GRP78, ATF4, ATF6) and genes involved in apoptosis (BAX, BCL-2 XIAP, AIF, CASPASE-9). In addition, exposure to BPA, BPF and BPS at concentrations of 1-10 µM was found to cause significant changes on CHOPprotein by western blot technique. According to the results obtained from the thesis study, it is suggested that BPA and its analogs may have toxic effects through cellular stress and apoptotic mechanisms, and BPA may be more effective than BPF and BPS; it is expected that results from this thesis will contribute to the literature on the effects of endocrine disruptors on ER stress mechanisms.