Streptozotocin (STZ)'in genotoksik, sitotoksik ve apoptotik potansiyeli
Genotoxic, cytotoxic and apoptotic potential of streptozotocin
Yazar: EBRU ŞANCI
Danışman: PROF. DR. NEFİSE ÜLKÜ KARABAY YAVAŞOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Streptozotosin (STZ), toprakta yaşayan "Streptomyces acromogenes" adı verilen bir gram pozitif bakteri tarafından sentezlenen, geniş spektrumlu aktivite gösteren bir antibiyotiktir. STZ 1959 yılında keşfedilmiş olup, 1963'de diabetojenik etkisi ortaya çıkarılmış ve sonrasında yaygın olarak deney hayvanları ve preklinik çalışmalarda diyabet indükleyici ajan olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada STZ akut ve orta vadede beyin korteks, siyatik sinir ve karaciğer dokularında genotoksik ve sitotoksik etkisi aynı zamanda apoptotik potansiyeli incelenmiştir. Toksisite testleri kapsamında hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirilmiş, A549, MCF-7, Hek-293, PC3, U87MG, MPanc-96, HeLa ve CaCo-2 hücre hatlarında IC50 değerleri hesaplanmıştır. STZ' nin 10, 5, 1 ve 0.5 μg dozları için AMES testi ile genotoksik etkileri belirlenmiştir.
In vivo denemeler kapsamında 40 adet Sprague-Dawley sıçan STZ (n=20) ve kontrol (n=20) olmak üzere 2 gruba ayrılmıştır. STZ grubuna, 50 mg/kg STZ (0.05 M sitrat tamponunda, pH: 4.5) intraperitonal olarak verilmiştir. Kontrol gruba ise yalnızca salin uygulaması yapılmıştır. Uygulamadan 24 saat, 1, 2 ve 4 hafta sonrasında her gruptan 5 adet sıçan sakrifiye edilmiş ve anestezi altında dokuları çıkarılmıştır. Sıçanlardan alınan karaciğer, beyin ve siyatik sinir dokularında histolojik değerlendirme yapılarak en fazla etkilenen dokunun siyatik sinir olduğu belirlenmiştir. Ayrıca Roche Light Cycler® 480 II sistemi ile her hücre hattında apoptoz ile ilişkili 7 genin ekspresyon profilleri belirlenmiştir.
Bu çalışmada elde edilen veriler ile sıçanlarda STZ uygulamasının akut-orta dönemde sinir sistemi, karaciğer ve beyin korteks üzerindeki etkilerinin ortaya konması planlanmış olup bulgularımıza göre, STZ maruziyetinin diyabet ile oluşan doku hasarını arttırdığı gözlenmiştir. STZ tarafından indüklenen biyokimyasal değişikliklerin ortaya konulmasının hücresel ve fizyolojik anlamda önemli ve gerekli olduğu ortaya konmuştur.

Anahtar sözcükler: Streptozotosin, Apoptoz, Toksisite, Beyin, Karaciğer.

Abstract:
Streptozotocin (STZ) is an antibiotic with broad spectrum activity, expressed by a gram-positive bacterium called "Streptomyces acromogenes" that lives in the soil. STZ was discovered in 1959 and in 1963 diabetic effect was discovered and then it was used as a diabetes inducing agent in experimental animals and preclinical studies.
In this study, the genotoxic and cytotoxic effects of STZ in the acute and midvalent brain cortex, sciatic nerve and liver tissues were investigated at the same time with apoptotic potential.
Cell culture studies were carried out under toxicity tests and IC50 values were calculated on A549, MCF-7, Hec-293, PC3, U87MG, MPanc-96, HeLa and CaCo-2 cell lines. Genotoxic effects of STZ were determined by AMES test for doses of 10, 5, 1 and 0.5 μg.
40 Sprague-Dawley rats were divided into 2 groups, STZ (n = 20) and control (n = 20). The STZ group was administered intraperitoneally at 50 mg / kg STZ (0.05 M citrate buffer, pH: 4.5). The control group was exposed only saline application. At 24 hours, 1, 2 and 4 weeks after the application, 5 rats from each group were sacrificed and the tissues were removed under anesthesia. Histological evaluation was performed on liver, brain and sciatic nerve tissues from rats and it was determined that the most affected tissue was sciatic nerve. In addition, the Roche Light Cycler® 480 II system identified seven gene expression profiles associated with apoptosis in each cell line.
With the data obtained in this study, it was aimed to reveal the effects of STZ administration in rats on the nervous system, liver and brain cortex in the acute-middle stage.
According to our findings, STZ exposure increases tissue damage caused by diabetes. The introduction of biochemical changes induced by STZ is important and necessary for this reason in the cellular and physiological sense.

Key words: Streptozotocin, Apoptosis, Toxicity, Brain, Liver.