Bacillus kaynaklı biyosürfaktanların insan meme kanseri hücre hattı modellerinde inflamasyon üzerine etkisinin moleküler düzeyde araştırılması
A molecular investigation of the effect of Bacillus delivered biosurfactants on inflammation in human breast cancer cell line models
Yazar: PINAR ALTIN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. HAMİYET ALTUNTAŞ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Bacillus = Bacillus ; Biyosürfaktanlar = Biosurfactants ; Gramicidin = Gramicidin ; Hücre dizisi = Cell line ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Meme kanseri kadınlarda en sık teşhis edilen kanser türüdür ve tedavisinde çeşitli stratejiler uygulanmaktadır. Antibiyotik, antiviral, antitümör ve immünomodülatör özellikteki biyosürfaktanlar, bilinen toksisitelerinin olmaması nedeni ile kanser tedavisinde yeni yaklaşımlar sunmaktadır ve kemoterapi sırasında hastalarda görülen toksisite /yan etkiler yerine güvenle tercih edilebileceği öngörülmektedir. Fakat bu alanda yapılan çalışmalar oldukça azdır ve tedavi yöntemi olarak kullanılabilmesi için yeni çalışmalara ihtiyaç vardır.
Bu çalışmada meme kanseri tedavisine yeni bir strateji geliştirebilmek için, Bacillus kaynaklı iki farklı biyosürfaktanın (İturin A ve Gramisidin A) hem tek başlarına hem de kombinasyon halinde meme kanseri hücre dizilerinde (MCF-7 ve MDA-MB-231) sitotoksisite, apopitoz, anti-inflamasyon ve anti-tümör seviyelerine olan etkilerinin incelenmesi ve karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla çalışmamızda, hücre kültürü, MTT [3-(4,5-Dimetil tiyazol-2) 2,5-difeniltetrazolyum bromür], ELISA ve kantitatif gerçek zamanlı-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR) yöntemleri kullanıldı. Yapılan analizler sonucunda, biyosürfaktanların konsantrasyon ve zamana bağlı olarak MCF-7 ve MDA-MB-231 hücrelerinin canlılığını azaltarak (p<0,05-p<0,001) anti-proliferatif ve anti-tümör özellik gösterdiği bulundu. Bax ve Bcl-2 gen ekspresyonu analizleri ile biyosürfaktanların apopitozu indüklediği de gösterildi (p<0,05-p<0,0001). Ayrıca kemorezistansa katkı sağlayan sitokin (IL-2, IL-6, IL-12, IL12RB2, TGF-β, TNF-α, VEGF) ve kemokin (CXCL8, CCL2, CXCL10) ekspresyonlarının biyosürfaktanlar ile değiştiği de gösterildi (p<0,05- p<0,001). 
Sonuç olarak, Gramisidin A ve İturin A biyosürfaktanlarının hem tek başlarına hem de ikili kombinasyon olarak, meme kanseri hastalarının tedavilerine yeni yaklaşımlar getirebileceği ve ileri çalışmalarla desteklenmesi gerektiği düşünülmüştür.

Anahtar kelimeler: Apopitoz; Biyosürfaktanlar; Gramisidin A;  İnflamasyon; İturin A; MCF-7; MDA-MB-231; Sitokinler

Abstract:
Breast cancer is the most common type of cancer diagnosed in women, and various strategies are used in its treatment. Biosurfactants with antibiotic, antiviral, antitumor and immunomodulatory properties offer new approaches in cancer treatment due to their lack of known toxicities, and it is predicted that they can be safely preferred instead of the toxicity/side effects seen in patients during chemotherapy. However, studies in this area are very few and new studies are needed to use it as a treatment method.
In this study, in order to develop a new strategy for breast cancer treatment, it is evaluated and compared their effects of two different biosurfactants (Iturin A and Gramicidin A) from bacillus both alone and in combination on cytotoxicity, apoptosis, anti-inflammation and anti-tumor levels in breast cancer cell lines (MCF-7 and MDA-MB-231). For this purpose, cell culture, MTT [3-(4,5-Dimethyl thiazol-2) 2,5-diphenyltetrazolium bromide], ELISA and quantitative real-time-polymerase chain reaction (RT-qPCR) methods were used in our study. As a result of the analyzes, it was found that biosurfactants showed anti-proliferative and anti-tumor properties by decreasing the viability of MCF-7 and MDA-MB-231 cells depending on concentration and time (p<0.05-p<0.001). Biosurfactants were also shown to induce apoptosis by Bax and Bcl-2 gene expression analyzes (p<0.05-p<0.0001). It was also shown that the expressions of cytokines (IL-2, IL-6, IL-12, IL12RB2, TGF-β, TNF-α, VEGF) and chemokines (CXCL8, CCL2, CXCL10) contributing to chemoresistance were changed by biosurfactants (p<0, 05- p<0.001). 
As a result, it was thought that Gramicidin A and Iturin A biosurfactants, both alone and in binary combination, could bring new approaches to the treatment of breast cancer patients, and should be supported by further studies.
Keywords: Apoptosis; Biosurfactants; Cytokines; Gramicidin A; Inflammation; Iturin; A, MCF-7; MDA-MB-231