Halotolerant funguslardan elde edilen griseofulvin benzeri metabolitler ile gümüş nanopartiküllerin sinerjistik antimikrobiyal ve antiproliferatif etkilerinin belirlenmesi
Synergistic antimicrobial and antiproliferative effects of griseofulvin-like metabolites with silver nanoparticles isolated from halotolerant fungi
Yazar: EMİNE İRDEM
Danışman: PROF. DR. SEMRA İLHAN ; DOÇ. DR. ZERRİN CANTÜRK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antikanser = Anticancer ; Griseofulvin = Griseofulvin ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Mikrobiyolojik aktivite = Microbiological activity ; Mikrofunguslar = Microfungus

Özet:
Pek çok canlı organizma için hayatta kalmanın oldukça güç olduğu yüksek tuz konsantrasyonu, halotolerant fungusların sahip olduğu sessiz genleri aktif hale geçirerek kendilerine has biyosentetik yol izlerinin indüklenmesiyle ekstrem koşullara adapte olmalarını sağlar. Bu nedenle aşırı tuzlu ekolojik nişe sahip ortamlardan izole edilen halotolerant fungusların sekonder metabolitleri, yeni biyoaktif maddelerin keşfi için oldukça önem arz etmektedir.
Bu çalışmada, Çamaltı Tuzlası, İzmir' den izole edilen Penicillium ve Aspergillus cinslerine ait 29 izolatın griseofulvin ve/veya benzeri metabolitleri üretme yetenekleri açısından taranarak seçilen izolatlara ait metabolitlerin biyoaktivitelerinin belirlenmesi ve yapılarının aydınlatılması amaçlanmıştır.
Üç farklı yöntem ile yapılan tarama çalışmaları sonucunda P. griseofulvum E7P ile kesikli kültürde metabolit üretimi yapılmış ve kromatografik yöntemler ile saflaştırılmıştır. Saflaştırılan fraksiyonun yapısı LC-MS/MS, 1H-NMR, 13C-NMR yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen fraksiyon ile mikojenik gümüş nanopartikülün hem tek olarak hem de kombinasyonlarının antimikrobiyal aktiviteleri belirlenmiştir. Ayrıca gösterdikleri apoptotik etki mekanizması ve apoptozla ilişkili 84 genin ifadesinde meydana getirdiği değişiklikler gerçek zamanlı PZR ile ortaya konmuştur. Dermatofitler ile stimüle edilen THP hücrelerindeki sitokin seviyelerine olan etkileri de akış hücremetre ile belirlenmiştir.
Fraksiyon F, T. mentagrophytes ve T. rubrum' a karşı gösterdiği 15,6 µg/ml, M. canis'e karşı gösterdiği 7,8 µg/ml MİK değerleriyle dermatofit türlerine karşı en etkili fraksiyon olmuştur. AgNP FUM 1,56 – 25 µg/ml arasında sahip olduğu MİK değerleri ile başarılı bir antimikrobiyal etki göstermiştir. Fraksiyon F'nin IC50/2'sinin kullanıldığı kombin uygulamaları K562 hücrelerinde sinerjistik bir etki göstererek apoptozu indüklemiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda fraksiyon F'nin griseofulvin olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, griseofulvinin gümüş nanopartiküller ile sinerjistik antimikrobiyal ve antiproliferatif özelliklerinin belirlendiği ve apoptotik etki mekanizmasının gen ifadesi düzeyinde belirlendiği ilk çalışmadır.

Abstract:
The high salt concentration, which is very difficult for many living organisms to survive, activates the silent genes of halotolerant fungi and enables them to adapt to extreme conditions by inducing their unique biosynthetic pathways. Therefore, secondary metabolites of halotolerant fungi isolated from environments with excessive saline ecological niche are very important for the discovery of new bioactive substances.
In this study, it was aimed to determine the bioactivity of the metabolites of the selected isolates and to elucidate their structures by screening 29 isolates belonging to Penicillium and Aspergillus genera isolated from Çamaltı Saltern, İzmir in terms of their ability to produce griseofulvin and/or similar metabolites.
As a result of screening studies with three different methods, metabolites were produced in batch culture with P. griseofulvum E7P and purified by chromatographic methods. The structure of the purified fraction was characterized by LC-MS/MS, 1H-NMR, 13C-NMR methods. The antimicrobial activities of the obtained fraction and mycogenic silver nanoparticle, both individually and in combinations, were determined. In addition, the apoptotic mechanism of action they show and the changes in the expression of 84 apoptosis-related genes were revealed by real-time PCR. Their effects on cytokine levels in THP cells stimulated by dermatophytes were also determined by flow cell meters.
Fraction F was the most effective fraction against dermatophytes with MIC values of 15.6 µg/ml against T. mentagrophytes and T. rubrum and 7.8 µg/ml against M. canis. AgNP FUM showed a successful antimicrobial effect with its MIC values between 1.56 – 25 µg/ml. Combination applications using IC50/2 of Fraction F showed a synergistic effect in K562 cells and induced apoptosis. As a result of characterization studies, fraction F was determined to be griseofulvin. This is the first study in which the synergistic antimicrobial and antiproliferative properties of griseofulvin with silver nanoparticles were determined and the apoptotic effect mechanism was determined at the level of gene expression.