Investigation of the therapeutic effect of sodium butyrate in Caco2 colon cancer cell line by using ATR-FTIR spectroscopy

Abstract

Sodyum Büterat, HDACi'lerin bir çeşidi olup çoğalma, diferansiyasyon, hücre siklusu arresti, anjiyojenez engellemesi, metaztaz ve gen ekspresyonunu indüklemektedir. Şu zamana kadar, terapatik etkileri ile ilgili çeşitli çalışmalar var olup, moleküler düzeyde etki mekanizması bilinmemektedir. Bu tezin amacı aksiyon/terapatik potensiyel mekanizmasını Caco2 kanser hücreleri üzerinde ATR-FTIR spektroskopisi kullarak spektral ve kemometrik analizler ile göstermektir. 3mM, 6mM ve 9 mM dozlerında sodyum büterat 12s, 24s ve 48s etki süreleri ile Caco2 hücrelerine uygulanmıştır. Aldığımız sonuçlara göre NaBt tedavisi doymamış yağların yoğunluğunda artışa sebep olup, bunun sebebi olarak da yağ peroksidasyonu gösterilmiştir. Buna ek olarak, doymuş yağlardaki, hücre zarı akışkanlığı/dinamiği, ester ve trigliseritte kontrol grubuna göre tedavi edilmiş grup artış göstermiştir. Bununla birlikte, NaBt Reaktif Oksijen Türleri (ROS) oluşumunu indüklemiş ve zamana bağlı olarakprotein ve nükleik asitlerin azalmasına yol açmıştır. HCA ve PCA sonuçları tüm çalışılan gruplarda net bir ayrımın gözlemlendiğini belirlemiştir. Bu sonuçlar ile NaBt'ın kanser hücrelerinin yapısal ve fonksiyonel tekrar modellemesi için kullanılabileceği söylenebilir.

Sodium butyrate (NaBt), as one of the HDACi, has been demonstrated that it induces apoptosis, cell cycle arrest, the inhibition of angiogenesis, metastasis and gene expression changes. To date, there are several studies perfomed to investigate its therapeutic effect; however, theexact mechanism at molecular level is not clear yet. Therefore, the current thesis was aimed to clarify the action/theurapeutic potential mechanisms of sodium butyrate in Caco2 colon cancer cell line at molecular level using ATR-FTIR spectroscopy, quantitative spectral and chemometric analyses. 3mM, 6mM and 9mM doses of sodium butyrate were applied to Caco2 cell line line for 12h, 24h and 48 h. According to the results, NaBt treatment caused an increase in the unsaturated lipids, impying elevated lipid peroxiation. Moreover increased saturated lipids, membrane fluidity/dynamics and esters and triacylglycerols were obtained in NaBt-treated groups with respect to the control ones. However, NaBt induced a degradation of proteins and nucleic acids. HCA and PCA results indicated that in all studied doses, there was a clear distinction between studied groups in a time dependent manner. The results of the current study implied that sodium butyrate may have therapeutic potential by structural and functional remodelling of cancer cells.