Deniz alglerinin antimikrobiyal, antitümoral, antiprotozoal ve asetilkolinesteraz aktiviteleri
Antimicrobial, antitumoral, antiprotozoal and acetylcholinesterase activities of marine algae
Yazar: ESİN ÇINAR
Danışman: DOÇ. DR. ERGÜN TAŞKIN ; DOÇ. DR. EVRİM TAŞKIN
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Hidrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoloji = Biology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Deniz algleri = Marine algae

Özet:
Bu çalışmada Ege kıyılarından (Çanakkale-Muğla arası) 2010-2012 yılları arasında toplanan 18 denizel makroalg türü [8 kahverengi alg (Phaeophyceae), 4 kırmızı alg (Rhodophyta) ve 6 yeşil alg (Chlorophyta)] çeşitli aktiviteler açısından incelenmiştir.Birinci amaç, 8 kahverengi alg, 4 kırmızı alg ve 6 yeşil alg türünü, 7 gıda patojenine (Gram pozitif (+) Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus ATCC 6538P, S. epidermidis ATCC 12228, Enterococcus faecalis ATCC 8043 ve Gram negatif (-) Enterobacter aerogenes ATCC 13048, Escherichia coli O157:H7, Aeromonas hydrophila 839) karşı test etmektir. Bunun için; alg türlerinin metanol ve kloroform ile hazırlanan özütleri, test mikroorganizmalarına karşı kuyu difüzyon yöntemi ile incelendi. 24 saatlik muamele sonrası oluşan inhibisyon zonları ölçülerek, türlerin etkinliği belirlendi. Dictyota dichotoma var. dichotoma'nın metanol özütü en yüksek aktiviteyi göstermiştir (E.coli'ye karşı IZ: 22 mm). D. dichotoma var. dichotoma'dan sonra en yüksek aktiviteler; E.coli'ye karşı Ulva intestinalis'in metanol özütü IZ: 21 mm ve Cystoseira foeniculacea'nın metanol özütü B.subtilis'e karşı IZ: 20 mm inhibisyon göstermiştir. En duyarlı mikroorganizma Gram negatif bir bakteri olan E. coli olmuştur. Metanol özütleri, kloroform ile hazırlanan özütlerine göre daha iyi sonuç vermiştir.İkinci amaç, 3 farklı kanserli hücre hattına karşı (MDA-MB 231 meme kanseri, PC-3 prostat kanseri, OVCAR-3 insan yumurtalık kanseri hücreleri), 3 kahverengi alg ve 1 yeşil alg türlerinin antitümoral aktivitesini incelemektir. Bunun için; alg türlerinin metanol ve kloroform özütleri 1000, 600, 400, 200, 100 µg/ml konsantrasyonlarda hazırlanarak, kanser hücreleri ile 24, 48 ve 72 saat muameleler sonunda XTT canlılık testi ile sitotoksisiteleri belirlendi. Petalonia fascia'nın metanol ve kloroform özütleri MDA-MB-231 meme kanseri hücre hattına karşı sırasıyla %70 (72.saat, 1000 µg/ml) ve %50 (72.saat, 1000 µg/ml) sitotoksisite göstermiştir. Cystoseira foeniculacea türünün metanol özütü MDA-MB-231 meme kanseri hücre hattına karşı %60 (72.saat, 1000 µg/ml) oranında ölüm gerçekleştirmiştir. Antitümoral aktivite çalışmalarında, sonuçlara göre metanol özütü daha etkili olmuştur.Üçüncü amaç, 2 kahverengi alg, 1 kırmızı alg ve 1 yeşil alg özütünü Leishmania tropica promastigotlarına (MHOM/TR/10/CBU 10 suşu), 4 kahverengi alg, 1 kırmızı alg ve 4 yeşil alg özütünü Trypanosoma brucei brucei (Squib 427 suşu), T. cruzi (ß galactosidase suşu), Leishmania infantum [MHOM/MA(BE)/67 suşu], Plasmodium falciparum (GHA suşu) parazitlerine karşı denemektir. Bunun için; 4 alg türünün metanol özütleri 500, 250, 125, 62,5, 31,625, 15,625, 7,8 µg/ml konsantrasyonlarda hazırlanıp 12, 24 ve 48 saat L. tropica promastigotları ile muamele edildi. L. tropica promastigotlarına karşı en önemli aktiviteyi Ulva lactuca'nın metanol özütü göstermiş, promastigotlar tamamen ölmüştür (48. saat, 500 µg/ml). Ulva lactuca'dan sonra en yüksek etkiyi Scytosiphon lomentaria'nın metanol özütünde gözlenmiştir (48. saat, 9×104 promastigot). Ayrıca 9 denizel alg türünün 4 farklı özütü (CR, Khex, KCH, KAqM) 32 µg/ml konsantrasyonda hazırlanmış, parazitlerle muamele edilmiştir. Seçici toksisiteyi tespit etmek amacıyla MRC-5 hücre hattı (Normal İnsan Embriyonik Akciğer Fibroblastı) kullanılmıştır. Trypanosoma brucei brucei'ye karşı, Codium bursa türü dışında, bütün alglerin en az bir özütü etki göstermiştir (IC50 değerleri 16,23-23,24 µg/ml). T. cruzi'ye ve Plasmodium falciparum'a karşı bütün alglerin yine en az bir özütü etki göstermiştir (T. cruzi için IC50 değerleri 10,62?30,91 µg/ml, P. falciparum için IC50 değerleri 14,55?25,85 µg/ml). Leishmania infantum'a karşı yalnızca Jania rubens var. rubens ve Codium fragile subsp. fragile türleri aktivite göstermiştir (IC50 değerleri 16-25,40 µg/ml). Khex ve KCH özütleri en iyi sonuçları vermiştir.Son amaç ise 4 kahverengi alg, 1 kırmızı alg ve 4 yeşil alg özütünün asetilkolinesteraz (AChE) inhibitör aktivitesini belirlemektir. Bunun için, İnce Tabaka Kromatografisi (TLC) ile Ellman's kolorimetrik yöntemi kullanılarak 9 deniz alginin 200 µg/ml konsantrasyondaki MeOH:CHCl3 (1:1) özütleri incelendi. Buna göre; 3 denizel alg, Cystoseira crinata, Jania rubens var. rubens, Ulva compressa, sırasıyla %132,03±30.2, 103,17±31.9, 154,79±57.11 oranlarında AChE'e karşı yüksek inhibisyon göstermiştir. Cystoseira foeniculacea, Chaetomorpha aerea, Codium fragile subsp. fragile türleri sırasıyla %94,03±32,6, 90,73±52,25 ve 91,32±21,58 oranlarında inhibisyon göstererek potansiyel AChE inhibitörü olarak düşünülmüştür.

Abstract:
In this study, extracts of 18 marine macroalgae species [8 brown algae (Phaeophyceae), 4 red algae (Rhodophyta) and 6 green algae (Chlorophyta)] collected from coastal of Aegean (Çanakkale to Muğla) among 2010- 2012 years were examined for various activities.Our first objective is to tested antimicrobial activities of the crude extracts of 8 brown algae, 4 red algae and 6 green algae against 7 food pathogen bacterial strains (Gram positive Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus ATCC 6538P, S. epidermidis ATCC 12228, Enterococcus faecalis ATCC 8043 and Gram negative Enterobacter aerogenes ATCC 13048, Escherichia coli O157:H7, Aeromonas hydrophila 839). To this, methanol and chloroform extracts were examined against test microorganisms by using well diffusion method. After 24 hours, by measuring the inhibition zones, determined the effectives of species. Among the extracts, Dictyota dichotoma var. dichotoma methanol extract inhibited highly Gram negative bacterium E. coli O157:H7 growth (IZ: 22 mm), while Ulva intestinalis methanol extract (against E.coli, 21 mm IZ) and Cystoseira foeniculacea (against B.subtilis, 20 mm IZ) were assessed also effective extracts. The Gram negative E.coli was the most sensitive microorganism. Methanol extracts according to extracts prepared with chloroform was effective.Secondly, to find out antitumoral activities of the crude extracts of 3 brown algae and 1 green algae against three cell line (MDA-MB 231 breast cancer, PC-3 prostate cancer and OVCAR-3 human ovarian cancer cells) by using the cytotoxic assay, in vitro. For this objective, by preparing methanol and chloroform extracts of algae on concentrations 1000, 600, 400, 200, 100 µg/ml, cancer cells were treated 24, 48 ve 72 hours. And cytotoxicity of extracts were determined by using XTT vitality test. Accordingly, Petalonia fascia methanol and chloroform extracts were showed cytotoxicity against MDA-MB-231 breast cells, 70% (1000 µg/ml, 72th) and 50% (1000 µg/ml, 72th),respectively. Cystoseira foeniculacea methanol extract were observed cytotoxicity also against MDA-MB-231 breast cells 60% (1000 µg/ml, 72th). According to results, methanol extracts was more effective.Third objective, to test extracts of 2 brown algae, 1 red algae and 1 green algae against Leishmania tropica promastigotes (MHOM/TR/10/CBU 10 strain), extracts of 4 brown algae, 1 red algae and 4 green algae against Trypanosoma brucei brucei (Squib 427 strain), Trypanosoma cruzi (ß galactosidase strain), Leishmania infantum [MHOM/MA(BE)/67 strain], Plasmodium falciparum (GHA strain). For this, methanol extracts of 4 algae were prepared on concentrations 500, 250, 125, 62,5, 31,625, 15,625, 7,8 µg/ml and were treated with L. tropica promastigotes 12, 24 and 48 hours. Ulva lactuca extract showed the important activity against L. tropica promastigotes. All promastigotes were killed (48. saat, 500 µg/ml) by this algae. After the result, Scytosiphon lomentaria extract marked also important activity (48. saat, 500 µg/ml, 9×104 promastigotes). Also 4 different extracts of 9 marine algae were prepared on concentration 32 µg/ml and were treated four parasitic protozoa, i.e. Trypanosoma brucei brucei, T. cruzi, Leishmania infantum, Plasmodium falciparum. The selective toxicity of extracts was determined on human fibroblasts against MRC-5 cell line. Except for Codium bursa, minimum one extract of all algae showed against T. b. brucei (IC50 values 16,23-23,24 µg/ml). Minumum one extracts of all algae affected against Trypanosoma cruzi and Plasmodium falciparum (IC50 values 10,62?30,91 µg/ml, IC50 values 14,55?25,85 µg/ml, respectively). Only two algal extracts exhibited leishmanicidal activity, i.e. Jania rubens var. rubens, Codium fragile subsp. fragile (IC50 values 16-25,40 µg/ml). Only three marine algae extracts, i.e. Stypocaulon scoparium, Chaetomorpha aerea, Codium fragile subsp. fragile showed some cytotoxicity (IC50 values 14,66-17,59 µg/ml). Extracts prepared with Khex and KCH were more effective than others.Finish objective is to determine the AChE inhibitory activities of MeOH:CHCl3 extracts of 4 brown, 1 red and 4 green algae. To this, extracts of 9 marine algae on 200 µg/ml concentration were examined by using Thin Layer Chromatography (TLC) combined with Ellman?s colorimetric method. Extracts of Cystoseira crinata, Jania rubens var. rubens, Ulva compressa were showed highly inhibition against AChE 132,03±30,2%, 103,17±31,9%, 154,79±57,11%, respectively. Extracts of Cystoseira foeniculacea, Chaetomorpha aerea, Codium fragile subsp. fragile were showed 94,03±32,6%, 90,73±52,25%, ve 91,32±21,58%, respectively, and they were thought as potential AChE inhibitory.