Zeytin yaprağı ekstraktının insan hepatoselüler karsinoma hücrelerinde tirozin kinaz, insülin reseptör-1, glut4 ve glut2 protein ekspresyon seviyeleri üzerine etkilerinin araştırılması

Abstract

Zeytin ağacı dünyadaki en dayanıklı ağaçlardandır. Yaprağı asırlardır yeryüzünde halk tarafından çeşitli hastalıkların tedavilerinde kullanılmaktadır. Zeytin yaprağının içerdiği, antioksidan özelliklere sahip olan yüz kadar farklı kimyasal madde günümüzde çeşitli kanser tiplerine sahip olan hastalarda ve Tip II diyabet hastalarında medikal tedaviye destek amaçlı kullanılmaktadır. Diyabetli bireylerde hipergliseminin karsinogenezde rol oynayan moleküller, antiapoptotik mekanizmalar, hücresel migrasyon ve invazivlik aracılığıyla kanser biyolojisine katkıda bulunduğu düşünülmektedir. İnsülin direnci sonucu ortaya çıkan inflamatuvar sitokinler hepatosteatoza yol açarak hepatoselüler karsinomlara zemin hazırlamaktadır. Tip II Diyabet, toplumun giderek yaşlanmasına ve sağlıksız beslenme tarzına bağlı olarak hızla artan, tedavi edilmediğinde morbidite, mortalitenin yükselmesine neden olan yaygın kronik bir hastalıktır. Günümüzde tedavisi için kimyasal kökenli ilaçların yanında bitkisel ürünler de kullanılmaktadır. Diyabetin bitkisel tedavisinde yaygın olarak kullanılan zeytin yaprağının önemli etken maddesi olan 'oleuropeinin' diyabetli bireylerde sıkça görülen kalp yetmezliği, damar tıkanıklığı gibi komplikasyonları önlediği; ayrıca zeytin yaprağında bulunan fenolik bileşiklerin damar içi plak oluşumunu engellediği ve bireylerde kan glukoz seviyesinde anlamlı düşüş sağladığı çeşitli çalışmalarla gösterilmiştir. Ancak etki mekanizmaları ile ilgili yeterince bilgi mevcut değildir. Bu proje ile amacımız zeytin yaprağı ekstresinin in vitro hücre kültürü ortamında insan hepatoselüler karsinoma (HepG2) hücreleri üzerinde insülin reseptör protein (Irs-1), tirozin kinaz reseptörlerinin, GLUT-4 ve GLUT-2 transport proteinlerinin ekspresyonları üzerine etkilerini araştırmaktır. Bu amaçla, zeytin yaprağı %70 metanol, %30 su karışımı ile ekstrakte edildi ve liyofilizatörde liyofilize edildikten sonra %0.1 dimetilsüfoksit (DMSO) ile çözülerek, total fenol ve flavonoid içerikleri fotometrik yöntem ile belirlendi. Oleuropein konsantrasyonları HPLC (yüksek performanslı sıvı kromatografisi) metoduyla analiz edildi. Analiz sonuçlarından sonra farklı konsantrasyonlarda dilüe edilen zeytin yaprağı ekstraktının farklı konsantrasyonları hücre kültürü ortamında Hepg2 hücreleriyle muamele edilip 24 saat inkübe edildi. Ardından sitotoksisite testi luminometrik ATP seviyesi tayini ile, reaktif oksijen türleri (ROS) florometrik yöntem ile analiz edildi. Elde edilen hücre lizatlarından IRS-1, Tirozin kinaz, GLUT-4 ve GLUT-2 protein ekspresyon seviyeleri Western Blot tekniği ile analiz edildi. İstatistiksel analizle de deney ve kontrol hücre gruplarının değerlendirilmesi yapıldı.Zeytin yaprağı ekstraktının düşük konsantrasyonlarda (10µg/ml'ye kadar) proliferatif etki gösterdiği, 10 µg/ml'nin üzerinde doza bağımlı olarak sitotoksik etkinin arttığı, aynı şekilde 10 µg/ml'ye kadar ROS seviyelerinin düştüğü, 10 µg/ml üzerinde doza bağımlı arttığı, ROS ile hücre canlılığı arasında negatif güçlü ilişkinin olduğu tespit edildi. Protein ekspresyon analizi sonucunda zeytin yaprağı ekstresinin glukozun hücre içine girişini sağlayan reseptörlerin ve transport proteinlerin ekspresyonunu artırdığı, maksimum artışın 10 µg/ml dozunda gerçekleştiği görüldü. Sonuçta, geleneksel olarak kullanılan zeytin yaprağı ekstresinin, hücre içine glukoz girişini sağlayan reseptörler ve transport proteinlerin ekspresyonunu artırdığı, dolayısıyla Tip II Diyabet'in de tedavisinde kullanılabileceği kanaatine varıldı. Anahtar kelimeler: Tip 2 Diyabet, zeytin yaprağı, insan karaciğer kanser hücresi, GLUT-2, GLUT4, tirozin kinaz, IRS-1

Olive tree is one of the most durable tree on earth. The leaf of olive tree have been used by folks in the treatment of various diseases. The reason why olive leaf is commonly used as a supplement in the recovery process of Type II Diabetes and various cancers is because it involves hundreds of antioxidant chemicals. Hyperglycemia in individuals with Diabetes is considered to be beneficial for cancer biology thanks to the molecules in carcinogenes, antiapoptothic mechanisms, cell migration and invasion. Inflammatuar cytokines, which formed due to insulin resistance, leads to hepatosteatosis which may cause hepatocelular carcinom after.Type II Diabetes is a widespread chronic disease that leads morbidity and mortality to rise when the population is getting untreated, increasing rapidly due to the age of the population and the unhealthy diet. Today, both chemical and herbal products are widely used for treatment. 'Oleuropeinin', an important ingredient of olive leaf, prevents complications such as heart failure, vascular occlusion, which are common in diabetic individuals; also phenolic compounds existing in the olive leaf block the formation of intravenous plaque and result in a significant decrease in blood glucose levels of individuals. However, there is insufficient information on the mechanisms of action.The aim of this project is to investigate the effects of olive leaf extract on the expression of insulin receptor protein (Irs-1), tyrosine kinase, GLUT-4 and GLUT-2 receptor proteins on human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells on in vitro cell culture medium.For this purpose, olive leaf was extracted with 70% methanol / 30% water mixture and lyophilized in lyophilizer and then dissolved with 0.1% dimethylsulfoxide (DMSO), total phenol and flavonoid contents were determined by photometric method. Oleuropein concentrations were analyzed by HPLC (viability test). After the analysis results, different concentrations of the olive leaf extract diluted and they were treated in HepG2 cell culture medium and incubated for 24 hours. The cytotoxicity test was then analyzed by luminometric ATP level assay and reactive oxygen species (ROS) were analyzed by fluorometric assay. Within the obtained cell lysates; IRS-1, tyrosine kinase, GLUT-4 and GLUT-2 protein expression levels were analyzed by Western Blot technique. Statistical analysis also assessed the experimental and control cell groups.It was determined that the olive leaf extract has a proliferative effect at low concentrations (up to 10 mg / ml) and it has an increase in cytotoxicity proportionally with dose (after 10mg/ml). Also, ROS levels were decreased until 10mg/ml and then proportionally increases proportionally (after 10 mg/ml) with dose. There was a strong negative correlation between ROS and cell viability. Protein expression analysis revealed that olive leaf extract promoted the expression of glucose receptors and transport proteins, with a maximum increase of 10 μg / ml.As a result, it has been concluded that the conventionally used olive leaf extract can be used in the treatment of diabetes mellitus. It also increases the expression of receptors and transport proteins that provide glucose entry into the cell.Key Words: Type 2 diabetes, olive leaf, human hepatocellular carsinoma, GLUT-2, GLUT-4, tyrosine kinase, IRS-1