Sesamolün kan-beyin bariyerinde sigara dumanı toksisitesine karşı koruyucu etkilerinin araştırılması
Investigation of the protective effects of sesamol against cigarette smoke toxicity on the blood-brain barrier
Yazar: İLDEM KORU
Danışman: PROF. DR. BELKIS ATASEVER ARSLAN
Üsküdar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Giriş ve Amaç: Kan beyin bariyeri (KBB), besinlerin beyne iletilmesi ve toksik bileşiklerin geçişini engelleyerek merkezi sinir sistemini koruyan seçici bir bariyerdir. Sigara dumanı, oksidatif stresle KBB'yi bozarak inflamasyona yol açar. Bu çalışmada, HUVEC ve T98G hücrelerinden oluşturulan in vitro KBB modeline sigara dumanı ekstraktı (SDE) uygulanmış ve sesamolün IL-8, IL-6 ve TNF-α seviyeleri üzerindeki etkisi incelenerek antiinflamatuar ve koruyucu etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntemler: Deneylerde hücresel zarar, inflamasyon ve bariyer bütünlüğü çeşitli yöntemlerle analiz edilmiştir. Sesamolün farmakokinetik özellikleri ve antiinflamatuar etkisi IL-8, IL-6 ve TNF-α seviyeleriyle incelenmiş, KBB geçirgenliği FITC-dextran testi ile değerlendirilmiştir ve hücre zar bütünlüğü tripan mavisi boyaması ile test edilmiştir. SwissADME arayüzü kullanılarak sesamolün farmakokinetik parametreleri belirlenmiştir.
Bulgular: Yapılan MTT testinde, 20 µM SDE uygulamasının HUVEC hücrelerinde %51.34±1,36, T98G hücrelerinde ise %55.94±2,24 hücre canlılığı sağladığı; 10 µM sesamol uygulamasının ise HUVEC hücrelerinde %130.12±2,83, T98G hücrelerinde %90.39±4,46 hücre canlılığı gösterdiği belirlenmiştir. HUVEC hücrelerinde IL-8 seviyesi, sesamol (p<0,0001) ve sesamol+SDE (p=0,0003) gruplarında azalmıştır. T98G hücrelerinde ise IL-8 seviyesi, SDE grubunda artarken (p=0,0038), sesamol (p=0,0340) ve sesamol+SDE (p<0,0001) gruplarında azalmıştır. T98G hücrelerinde TNF-α seviyesi, SDE grubunda (p=0,0029) artarken, sesamol grubunda (p<0,0001) azalmıştır. HUVEC hücrelerinde TNF-α açısından gruplar arasında fark bulunmamıştır (p>0.05). HUVEC hücrelerinde IL-6 seviyesi, sesamol (p=0,0040) ve sesamol+SDE (p=0,0004) gruplarında artarken, T98G hücrelerinde sesamol grubunda (p=0,0252) azalma gözlenmiştir. FITC-dekstran geçirgenlik testi, SDE'nin KBB bütünlüğüne zarar verdiğini; SwissADME analizi ise sesamolün KBB'den geçebilen ve Lipinski kurallarına uygun bir molekül olduğunu göstermiştir.
Sonuç: Sonuç olarak, 20 µM SDE ve 10 µM sesamol optimum konsantrasyonlar olarak belirlenmiştir. Sesamol, SDE'nin neden olduğu inflamasyona karşı IL-8, IL-6 ve TNF-α düzeylerini normalize ederek koruyucu bir etki göstermiştir. T98G hücrelerinde sesamolün bu sitokin düzeylerini düşürmesi, antiinflamatuar etkisini kanıtlamaktadır. Ayrıca, T98G hücrelerinde SDE'nin IL-8 ve TNF-α düzeylerini artırması, inflamasyonu tetiklediğini göstermektedir. HUVEC hücrelerinde ise sesamol, IL-8 düzeylerini düşürmüş, IL-6 düzeylerini artırarak antiinflamatuar etkisini ortaya koymuştur. FITC-dextran ölçümleri, SDE'nin KBB'ye zarar verdiğini ve sesamolün bu hasarı önlediğini göstermiştir. Sonuçlar, sesamolün nöroinflamasyonu azaltmada ve KBB'yi korumada potansiyel bir aday olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Introduction and Aim: The blood-brain barrier (BBB) is a selective barrier that protects the central nervous system by preventing the transmission of nutrients to the brain and the passage of toxic compounds. Cigarette smoke disrupts the BBB through oxidative stress, leading to inflammation. In this study, cigarette smoke extract (CSE) was applied to the in vitro BBB model created from HUVEC and T98G cells, and the effect of sesamol on IL-8, IL-6 and TNF-α levels was examined, and its anti-inflammatory and protective effects were investigated.
Methods: In the experiments, cellular damage, inflammation and barrier integrity were analyzed by various methods. The pharmacokinetic properties and anti-inflammatory effect of sesamol were examined by IL-8, IL-6 and TNF-α levels, BBB permeability was evaluated by FITC-dextran test and cell membrane integrity was tested by trypan blue staining. Pharmacokinetic parameters of sesamol were determined using SwissADME interface.
Results: In the MTT test, it was determined that 20 µM SDE application provided 51.34±1.36% cell viability in HUVEC cells and 55.94±2.24% cell viability in T98G cells; while 10 µM sesamol application showed 130.12±2.83% cell viability in HUVEC cells and 90.39±4.46% cell viability in T98G cells. IL-8 level in HUVEC cells decreased in the sesamol (p<0.0001) and sesamol+CSE (p=0.0003) groups. IL-8 level in T98G cells increased in the CSE group (p=0.0038), and decreased in the sesamol (p=0.0340) and sesamol+CSE (p<0.0001) groups. In T98G cells, TNF-α levels increased in the CSE group (p=0.0029), while they decreased in the sesamol group (p<0.0001). In HUVEC cells, no difference was found between the groups in terms of TNF-α (p>0.05). In HUVEC cells, IL-6 levels increased in the sesamol (p=0.0040) and sesamol+CSE (p=0.0004) groups, while they decreased in the sesamol group (p=0.0252) in T98G cells. FITC-dextran permeability test showed that CSE damaged the BBB integrity; SwissADME analysis showed that sesamol is a molecule that can pass through the BBB and complies with the Lipinski rules.
Conclusion: In the MTT test, it was determined that 20 µM CSE application provided 51.34±1.36% cell viability in HUVEC cells and 55.94±2.24% cell viability in T98G cells; while 10 µM sesamol application showed 130.12±2.83% cell viability in HUVEC cells and 90.39±4.46% cell viability in T98G cells. IL-8 level in HUVEC cells decreased in the sesamol (p<0.0001) and sesamol+CSE (p=0.0003) groups. IL-8 level in T98G cells increased in the CSE group (p=0.0038), and decreased in the sesamol (p=0.0340) and sesamol+CSE (p<0.0001) groups. In T98G cells, TNF-α levels increased in the CSE group (p=0.0029), while they decreased in the sesamol group (p<0.0001). In HUVEC cells, no difference was found between the groups in terms of TNF-α (p>0.05). In HUVEC cells, IL-6 levels increased in the sesamol (p=0.0040) and sesamol+CSE (p=0.0004) groups, while they decreased in the sesamol group (p=0.0252) in T98G cells. FITC-dextran permeability test showed that CSE damaged the BBB integrity; SwissADME analysis showed that sesamol is a molecule that can pass through the BBB and complies with the Lipinski rules.