Kadmiyum ve hidrojen peroksitin kondrosarkom ve kondrosit hücrelerinde süperoksit dismutaz enzim aktivitesi ve transkript seviyesi üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of cadmium and hydrogen peroxide on the enzyme activity and transcript levels of superoxide dismutase in chondroscaroma and chondrocyte cells
Yazar: FATMA GÜL ÖZÇELİK DEMİRBANKA
Danışman: PROF. DR. İSMAİL AKYOL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SABAHATTİN CÖMERTPAY
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Hidrojen peroksit = Hydrogen peroxide ; Süperoksit dismutaz = Superoxide dismutase

Özet:
Son yörüngesinde eşlenmemiş elektron bulunduran serbest radikallerin hücrede aşırı birikmesi sonucu oksidatif stres oluşur ve kanser hücrelerinde oluşturulan bu oksidatif stres tedavi amaçlı kullanılabilmektedir.
Yürütülen bu tez çalışmasında, oksidatif stres uyarıcı ekzojen ajan olarak kadmiyum ve H2O2 molekülleri seçilmiştir. Kondrosarkom (OUMS) ve kondrosit (CHO) hücrelerine bu ajanlar uygulanarak MTS assay yöntemiyle sitotoksisite testleri yapılmıştır. Süperoksit dismutaz (SOD) enzim aktivitesi ve transkript seviyesi üzerine etkileri sırasıyla Native PAGE ve Real Time PCR metotları ile ortaya konulmaya çalışılmıştır. Ayrıca, hücrelerde 24 saatlik uygulamalara bağlı olarak gerçekleşen morfolojik değişimler çekilen fotoğraflar ile analiz edilmiştir.
Yapılan sitotoksisite testi sonucunda OUMS hücresinde kadmiyum için IC50 değeri 51,3 µM ± 8,4 ve H2O2 için IC50 değeri 56,37 µM ± 1,4 olarak bulunurken, CHO hücresinde bu değerler sırasıyla 69,75 µM ± 4,8 ve 51,35 µM ± 7,4 olarak tespit edilmiştir. 
Öte yandan, SOD enzim aktivitesi, kadmiyum muamelesine bağlı olarak OUMS hücrelerinde kontrol grubuna kıyasla 0,15'lik bir oranda artarken, bu değer H2O2 muamelesi için 2,02 olarak hesaplanmıştır. CHO hücresinin kadmiyum ile muamele edilen örneğinde ise enzim aktivitesinde bir değişim gözlenmemiştir. 
Yapılan RT-PCR testleri sonucunda, herhangi bir muamele görmemiş OUMS ve CHO hücrelerinin bağıl SOD mRNA transkripsiyon seviyelerinin, CHO'da OUMS'ye kıyasla çok düşük olduğu bulunmuştur (p<0,0001). Ek olarak; OUMS hücrelerinde kadmiyum muamelesi sonrasında SOD transkripsiyonunun kontrol grubuna kıyasla % 46 arttığı bulunurken, H2O2 muameleli örnekte bu artışın % 60 seviyelerinde olduğu tespit edilmiştir. Buna karşın, CHO hücresinin kadmiyum ile muamele edilen örneğinde bağıl SOD miktarında bir değişim gözlenmemiştir. 
1, 3, 6 ve 12 saat sürelerinde kadmiyum ve H2O2 ile muamele edilen OUMS hücrelerinde SOD miktarının sırasıyla 12. saatte (p<0,001) ve 6. saatte (p<0,05) en yüksek seviyelere ulaştığı belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, oksidatif stresi uyarıcı ajanlardan kadmiyumun düşük bir seviyede kullanılmasıyla, kanserli hücreleri hedef alabileceği ve sağlıklı doku hücrelerine zarar vermeden tümör hücrelerini öldürebileceği, H2O2'in ise bu tarz bir yaklaşıma uygun olmayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Excessive accumulation of free radicals containing un-matched electrons in their last orbits results in oxidative stress and the oxidative stress triggered in cancer cells can be used for treatment.
 In this thesis, cadmium and H2O2 molecules were selected as oxidative stress stimulating exogenous agents. These agents were applied to chondrosarcoma (OUMS) and chondrocyte (CHO) cells and cytotoxicity tests were performed by MTS assay. The effects of the agents on the enzymatic activity and the transcription levels of superoxide dismutase (SOD) were determined by Native PAGE and Real Time PCR methods, respectively. In addition, morphological changes in cells upon 24-hour water, cadmium or H2O2 treatment were analyzed by the photographs taken via JuLI Br microscope.
As a result of the cytotoxicity test, while the IC50 value of cadmium against OUMS was found to be 51,3 µM ± 8,4 and the IC50 value of H2O2 was determined as 56,37 µM ± 1,4, these values were calculated as 69,75 ± 4.8 and 51,35 µM ± 7,4 for CHO cells, respectively.
On the other hand, a 0,15 fold increase in SOD enzyme activity was observed in OUMS cells compared to the control group due to cadmium treatment although this value was calculated as 2,02 for H2O2 treatment. No change in enzyme activity, however, was detected in cadmium-treated CHO cells.
Through RT-PCR tests, it was found that the relative levels of SOD transcription in untreated CHO cells was very low compared to untreated OUMS (p <0,0001). Additionally, SOD transcription was % 46 higher in OUMS cells after cadmium treatment compared to the control group, whereas this increase was found to be % 60 in H2O2 treated samples. However, no such change could be determined in cadmium treated CHO cells.
Moreover, it was determined that the amount of SOD in OUMS cells treated with cadmium and H2O2 at the 1, 3, 6 and 12 hours periods reached the higest levels at 12 hours (p <0,001), and 6 hours (p <0,05), respectively.
As a conclusion, it is thought that, of two oxidative stress stimulating agents studied, the use of low level cadmium might target cancerous cells and kill tumor cells without damaging healthy tissue cells whilst H2O2 does not appear to be suitable for such an approach.