Drosophila melanogaster'de demir bazlı metalik-manyetik nanopartiküllerin etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of iron-based metallic-magnetic nanoparticles in Drosophila melanogaster
Yazar: AYŞEN YAĞMUR KURŞUN
Danışman: PROF. DR. BÜLENT KAYA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Drosophila melanogaster = Drosophila melanogaster ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Manyetik nanopartiküller = Magnetic nanoparticles

Özet:
Nanopartiküllerin (NP'lerin) yeni bir sınıfı olan manyetik NP'ler (MNP) günümüzde ilaç taşıma sistemleri, tıbbi tanı ve tedavi, hücre ayrıştırma, biyosensörler, manyetik rezonans görüntüleme, kanser ve hipertermi tedavileri de dahil olmak üzere birçok alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle MNP'lerin doğrudan insan üzerinde kullanım alanlarına sahip olması, bu NP'lerin insan ve dolayısıyla çevre üzerindeki potansiyel toksisiteleri hakkındaki bilgi eksikliği nedeniyle büyük bir endişe yaratmaktadır. Bu nedenle MNP'lerin toksikolojik değerlendirmelerinin yapılması ve bu değerlendirmelere göre de MNP kullanımlarının tekrar gözden geçirilmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada 4 farklı metalik-MNP'ün (Fe3O4 NP, CoFe2O4 NP, MnFe2O4 NP ve NiFe2O4 NP) Drosophila melanogaster üzerindeki genotoksik potansiyelleri; Drosophila kanat somatik mutasyon ve rekombinasyon testi (SMART) ve Drosophila hemositlerinde alkali tek hücre jel elektroforezi testi (KOMET) yöntemleriyle araştırılmıştır. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen SMART yönteminden elde edilen veriler değerlendirildiğinde, NiFe2O4 NP'ünün en yüksek konsantrasyonunda ve CoFe2O4 NP'ünün ise 3 ve 10 mM'lık konsantrasyonlarında toplam klon sayısı parametresine göre istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde genotoksisitenin indüklendiği tespit edilmiştir. Fe3O4 NP ve MnFe2O4 NP uygulamalarının ise istatistiksel önemde farklılık tespit edilmemiştir. KOMET yönteminden elde edilen veriler 3 parametre açısından değerlendirildiğinde; kuyruk uzunluğu parametresi bakımından Fe3O4 NP, CoFe2O4 NP, NiFe2O4 NP'lerinin çalışılan bütün konsantrasyonlarda (1, 3, 5 ve 10 mM) ve MnFe2O4 NP'lerinin ise en yüksek 3 konsantrasyonunda (3, 5 ve 10 mM) istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde DNA hasarının indüklendiği belirlenmiştir.  Kuyruk yoğunluğu parametresi bakımından Fe3O4 NP ve NiFe2O4 NP'lerinin en yüksek konsantrasyonlarında (10 mM) istatistiksel olarak anlamlı bir DNA hasarının indüklendiği tespit edilmiştir. Son parametre olan kuyruk momenti açısından Fe3O4 NP ve MnFe2O4 NP'lerinin en yüksek 2 konsantrasyonunun (5 ve 10 mM), NiFe2O4 NP'lerinin ise 3, 5 ve 10 mM'lık konsantrasyonlarının istatistiksel olarak anlamlı DNA hasarına yol açtığı gösterilmiştir. CoFe2O4 NP'leri ise kuyruk momenti parametresi bakımından istatistiksel olarak anlamlı bir DNA hasarına yol açmamıştır.

Abstract:
Magnetic NPs (MNP), a new class of nanoparticles (NPs), are widely used today in many fields including drug delivery systems, medical diagnosis and therapy, cell separation, biosensors, magnetic resonance imaging, cancer and hyperthermia treatments. In particular, the fact that MNPs have direct use on humans creates a great concern due to the lack of information about the potential toxicities of these NPs on humans and therefore on the environment. For this reason, it is very important to make toxicological evaluations of MNPs and to reassessment the use of MNPs according to these evaluations. In this study, genotoxic potentials of 4 different metallic-MNPs (Fe3O4 NP, CoFe2O4 NP, MnFe2O4 NP and NiFe2O4 NP) on Drosophila melanogaster; Drosophila wing somatic mutation and recombination test (SMART) and alkaline single cell gel electrophoresis test (KOMET) in Drosophila hemocytes were investigated. When the data obtained from the SMART method carried out within the scope of the study are evaluated, It was determined that genotoxicity was induced statistically significantly at the highest concentration of NiFe2O4 NP and at 3 and 10 mM concentrations of CoFe2O4 NP according to the total clone number parameter. No statistically significant difference was found in the Fe3O4 NP and MnFe2O4 NP applications. When the data obtained from the KOMET method are evaluated in terms of 3 parameters; In terms of tail length parameter, there was a statistically significant difference between Fe3O4 NP, CoFe2O4 NP, NiFe2O4 NPs in all studied concentrations (1, 3, 5 and 10 mM) and the highest 3 concentrations of MnFe2O4 NPs (3, 5 and 10 mM). It was determined that DNA damage was induced. In terms of tail density parameter, it was determined that a statistically significant DNA damage was induced at the highest concentrations (10 mM) of Fe3O4 NP and NiFe2O4 NPs. In terms of tail moment, which is the last parameter, it has been shown that the 2 highest concentrations of Fe3O4 NP and MnFe2O4 NPs (5 and 10 mM), while the concentrations of 3, 5 and 10 mM of NiFe2O4 NPs cause statistically significant DNA damage. CoFe2O4 NPs, on the other hand, did not cause statistically significant DNA damage in terms of tail moment parameter.