Oksaliplatin ve 5-florourasilin CACO-2 kanser  hücrelerinde toksisite ve  antitümör aktivitelerine rutin flavonoidinin etkileri
The effects of rutin flavonoid on toxicity and antitumor activity of 5-florourasil and oxaliplatin in CACO 2 cells
Yazar: FARNOUD NASIRI
Danışman: PROF. DR. TEVHİDE SEL
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Apoptozis = Apoptosis ; Flavonoidler = Flavonoids ; Flüorourasil = Fluorouracil ; Kolon neoplazmları = Colonic neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Toksisite = Toxicity ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Rutin, diğer flavonoidlere göre oksitlenmemesi ve toksik olmaması ile avantajlara sahip kuvvetli bir antioksidan moleküldür. Doğal bileşiklerin anti-kanser ilaçlarla  tedavide ikili kullanımı, yeni tedavi stratejisinde umut verici bir yaklaşım haline gelmiştir. Bu çalışmada rutinin kolon kanser hücrelerinde anti-proliferatif, apoptotik ve anti-enflamatuar etkilerinin ve antikanser ilaçlardan 5-FU ve oksaliplatinin etkilerini artırmadaki etkinliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Caco-2  human kolon adenokarsinom hücreleri kullanılmıştır. Rutin ve/veya anti-kanser ilaçlar (5-FU ve oksaliplatin) ile muamele edilen Caco-2 hücrelerinde hücre canlılığı, apoptozis ve inflamasyon belirteçlerine bakılmıştır. Rutinin Caco-2 hücrelerinde anti-proliferatif etkisi MTT analizi ile belirlenmiştir. Apoptotik ve inflamasyon belirteçleri spesifik ELISA kitleri ile tespit edilmiştir. Kaspaz-8 ve kaspaz-9 düzeyleri kolorimetrik kitlerle analiz edilmiştir. DNA fragmantasyonu ise agar jel elektroforez ile gösterilmiştir. Rutin,  5-FU ve oksaliplatine maruz kalan Caco-2 insan kolon kanser hücrelerinde doza ve zamana bağlı büyümede inhibisyon gözlenmiştir. Hücre canlılığı testi, rutinin yüksek konsantrasyonlarda (1.000 μM üstünde)  Caco-2 hücrelerinin büyümesini inhibe ettiğini göstermiştir. 5-FU ve oksaliplatinin Caco-2 hücreleri üzerinde büyümeyi inhibe edici etkileri, rutin ile kombinasyonlarında  belirgin olarak artmıştır. Sonuçlar rutinin önemli antikanser etkilerinin olduğunu ve  5-FU ve oksaliplatinin  IC50 değerlerinde düşmeye sebep olduğunu göstermiştir. Bu flavonoid tek başına ve kombinasyonları  ile apoptotik hücre ölümü proteinlerin seviyelerini  (cleaved kaspaz-3 ve cleaved PARP) artırmıştır. Kaspaz-8 ve kaspaz-9 aktiviteleri  rutin ve oksaliplatin kombinasyonlarında tek başlarına göre  uyarıldığı görülmüştür. Rutin NFkB ve COX-2 aktiviteleri inhibe ederek enflamasyonu inhibe etmiştir. DNA fragmantasyonu sadece kombine uygulamalarda görülmüştür.
Rutinin anti-kanser ilaçlar (5-FU ve / veya oksaliplatin) ile kombine uygulanması, Caco-2 hücrelerinin büyümesinin inhibisyonunda,  ilaçların ayrı ayrı uygulamalarına göre daha etkilidir.  5-FU ve oksaliplatinin rutin ile düşük dozlarda kullanımı, benzer etkilere sahip olarak,  bu ilaçların olası yan etkilerini azaltmak için önerilebilir.

Abstract:
Rutin is a strong antioxidant molecule and it has advantageous over other flavonoids since it is a nontoxic and nonoxidizable molecule. The concept of dual therapy of anti-cancer drugs with natural compounds has become a very promising approach in new strategy to treatment. The aim of this study was to evaluate the antiproliferative, apoptotic and anti-inflammatory effects of rutin flavonoids and its efficacy in enhancing the anticancer effects of 5-FU (5-fluorouracil) and oxaliplatin against colon cancer cells. Caco-2 human colon adenocarcinoma cells were used. Caco-2 human colon cancer cells were treated with rutin and/or anticancer drugs (5-FU and oxaliplatin). Cell viability, apoptosis and inflammation parameters were examined.   The antiproliferative effects of rutin in Caco-2 cells were detected by MTT assay. Apoptotic and inflammation markers were determined using specific enzyme-linked immunosorbent assay kits. Caspase-8 and caspase-9 were analyzed by colorimetric activity assay kit. DNA fragmentation was analyzed by agarose gel electrophoresis. 
The exposure of Caco-2 human colon cancer cells to rutin, 5-FU and oxaliplatin resulted growth inhibition in a dose- and time-dependent manner. Cell viability assay shows that rutin inhibiting growth of Caco-2 cells at high concentrations (over 1000 µM). Combination with rutin markedly enhanced 5-FU and oxaliplatin growth inhibiting effects on Caco-2 cells. Results suggested that rutin had significant anticancer abilities; such rutin were capable of causing multifold decreases in the half maximal inhibitory concentration IC50 value of 5-FU and oxaliplatin. This flavonoid increased the levels of proteins associated with apoptotic cell death (cleaved caspase 3 and cleaved PARP) alone and combination. The activities of caspase 8 and caspase 9 were stimulated by the combination treatment of rutin and oxaliplatin then alone. Rutin suppresses inflammation by inhibiting NfKB and COX-2 activities.  DNA fragmentation was observed only on combination treatment.  
Combined treatment with rutin and anticancer drugs (5-FU and/or oxaliplatin) is more effective than the individual treatments of drugs at inhibiting growth of Caco-2 cells. The use of lower 5-FU and oxaliplatin doses, with similar effects, could be also useful to reduce possible adverse effects of these drugs.