Furanın leydig hücrelerinde genotoksik profilinin değerlendirilmesi
Evaluation of the genotoxic profile of furan in leydig cells
Yazar: BUSE YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. BANU ORTA YILMAZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: DNA hasarı = DNA damage ; Furan = Furan ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Leydig hücreleri = Leydig cells ; Sitotoksisite = Cytotoxicity

Özet:
Bu çalışmada, furanın TM3 Leydig hücreleri üzerinde oluşturabileceği muhtemel genotoksik mekanizmasının açığa çıkarılması amaçlanmaktadır.
Furan, pişirme, saklama ve işleme teknikleri sırasında birçok gıda bileşenin termal bozunması sonucu oluşan sıvı, renksiz ve yüksek uçuculuğa sahip bir organik kimyasaldır. Aynı zamanda furan, sentetik bir ara ürün olarak kimyasal sanayide de yaygın olarak kullanılmaktadır. Kahve, meyve suları, işlenmiş bebek maması, kavanoz ve konserve yiyecekler gibi ısıl işlem süreçlerinden geçmiş gıdalarda ortaya çıkan, nispeten yüksek miktarlardaki furan kontaminasyonu sebebiyle bu bileşiğin vücuda alınımı kaçınılmazdır.
Sıçan ve fareler ile yapılan çalışmalar, furanın çeşitli dokulardaki sitotoksik, genotoksik ve karsinojenik etkisini ortaya çıkararak günlük diyet ile kronik olarak alınan furanın insan sağlığı üzerinde yol açabileceği olumsuz etkilerine dikkat çekmektedir. Furan maruziyetinin nefrotoksisiteye, hepatotoksisiteye, immünotoksisiteye ve üreme toksisitesine yol açtığı yapılan çalışmalar ile gösterilmiştir. Furan, Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı tarafından "olası insan kanserojeni (Grup 2B)" olarak sınıflandırılmıştır. Bunun dışında, toksik bir kimyasal olan furan, prostat kanserinde biyobelirteç olarak da kullanılabilmektedir. Erkek üreme sistemi üzerinde yapılan in vivo ve in vitro çalışmalar, furanın antioksidan enzim aktivitelerini baskılayıp reaktif oksijen türlerinin üretimini uyararak oksidatif strese yol açtığını ve germ, Leydig ve Sertoli hücrelerindeki apoptotik hücre sayısını arttırdığını, sperm canlılığı ve
FURANIN LEYDİG HÜCRELERİNDE GENOTOKSİK PROFİLİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ
xiii
hareketliliğini azalttığını bildirmiştir. Furan maruziyetinin kemirgenlerdeki folikül uyarıcı hormon, luteinize edici hormon ve testosteron salınımını baskılaması anti-androjenik etkisini göstermektedir. Şimdiye kadar olan literatür bilgisine göre, furanın genotoksik etki mekanizması oldukça tutarsız ve tartışmalıdır. Buna rağmen, erkek üreme sistemi üzerindeki genotoksik etkisine yönelik hiçbir çalışma bulunmamaktadır.
TM3 Leydig hücre soyu furanın 750, 1500 ve 3000 μM konsantrasyonları ile 24 saat süreyle muamele edilmiştir. Maruziyet süresinin tamamlanmasının ardından, furanın TM3 Leydig hücrelerinde yol açtığı sitotoksisite, hücre canlılık testi ve laktat dehidrogenaz enzim seviyelerinin spektrofotometrik olarak ölçülmesi ile belirlenmiştir. Furan kaynaklı DNA hasarı, mikronukleus, komet ve kromozomal aberasyon testleri ile gösterilmiştir. Bulgular hücre canlılığının azalıp laktat dehidrogenaz aktivitesinin arttığını, komet parametrelerinin, mikronukleus oluşumunun ve yapısal kromozomal aberasyonun arttığını göstermiştir. Bu bulgular, furanın TM3 Leydig hücrelerinde DNA hasarını uyararak genotoksisiteye ve DNA hasarı kaynaklı sitotoksisiteye sebep olduğunu ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
In this study, it is aimed to reveal the possible genotoxic mechanism of furan on TM3 Leydig cells.
Furan is a liquid, colorless and highly volatile organic chemical formed as a result of thermal decomposition of many food components during cooking, storage and processing techniques. Furan is also widely used in the chemical industry as a synthetic intermediate. Intake of this compound is inevitable due to the relatively high levels of furan contamination that occurs in foods that have undergone heat treatment processes such as coffee, juices, processed baby food, jars and canned foods.
Studies on rats and mice draw attention to the negative effects of furan on human health by revealing the cytotoxic, genotoxic and carcinogenic effects of furan in various tissues. According to research, furan exposure causes nephrotoxicity, hepatotoxicity, immunotoxicity, and reproductive toxicity. Furan has been classified as "a possible human carcinogen (Group 2B)" by the International Agency for Research on Cancer. Moreover, furan, a toxic chemical, can be employed as a biomarker in prostate cancer. In vivo and in vitro studies on the male reproductive system have reported that furan suppresses antioxidant enzyme activity and stimulates the production of reactive oxygen species, leading to oxidative stress, increasing the number of apoptotic cells in germ, Leydig and Sertoli cells, and decreasing sperm viability and
EVALUATION OF THE GENOTOXIC PROFILE OF FURAN IN LEYDIG CELLS
xv
motility. In rodents, furan inhibits the secretion of follicle stimulating hormone, luteinizing hormone, and testosterone, proving its anti-androgenic activity. According to the literature so far, the genotoxic mode of action of furan is quite inconsistent and controversial. However, there are no studies on its genotoxic effect on the male reproductive system.
The TM3 Leydig cell line was treated with 750, 1500 and 3000 μM concentrations of furan for 24 hours. After the end of the exposure time, the cytotoxicity of furan in TM3 Leydig cells was determined by cell viability test and spectrophotometric measurement of lactate dehydrogenase enzyme levels. Furan-induced DNA damage was demonstrated by micronucleus, comet and chromosomal aberration tests. The results demonstrated an increase in comet parameters, micronucleus production, and structural chromosomal abnormalities, as well as a decrease in cell viability and an increase in lactate dehydrogenase activity. These findings revealed that furan induces DNA damage in TM3 Leydig cells, causing genotoxicity and DNA damage-induced cytotoxicity.