Magnezyum oksit (MGO) ve nikel oksit (NIO) nanopartiküllerinin insan kan dokusu üzerine in vitro toksik etkilerinin belirlenmesi

Abstract

Nanoteknoloji çok hızlı bir şekilde gelişmekte olan araştırma alanlarının başında gelmektedir fakat nanopartiküllerin çevreye olan zararları tam olarak belirlenememiştir. Artan sanayi ve gelişen teknolojiye bağlı olarak nanopartiküllerin doğaya salınımı artmıştır. Bu çalışmada, artan dozlarda MgO ve NiO nanopartiküllerinin (NP) insan kan dokusu üzerindeki toksik etkisi in vitro koşullarda antioksidan enzim aktiviteleri, lipit peroksidasyonunun son ürünü olan malondialdehit (MDA) seviyesi ve DNA yapısındaki değişimler ile belirlenmiştir. Çalışma için kan hücreleri kontrol grubu (n=6) ve uygulama grubu (n=6) olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. 10, 100 ve 1000 µg/mL MgO ve NiO NP'lerinin kan dokusuna 1 saatlik uygulanmasından sonra eritrositler ve lökositler elde edilmiştir. Hemolizat örneklerinden antioksidan savunma sistemi enzimlerinden süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon peroksidaz (GPx) enzim aktiviteleri ve MDA miktarı kontrol grubu ile karşılaştırmalı olarak spekstroskobik yöntem ile belirlenmiştir. Lökositler, Biocoll ayırma çözeltisi kullanılarak izole edildikten sonra Komet yöntemi ile DNA hasarı ortaya konulmuştur. Artan dozlarda eritrositlere verilen MgO ve NiO NP'lerinin kontrol ve uygulama grupları karşılaştırıldığında, MDA seviyesini arttırdığı antioksidan enzim aktivitelerini önemli ölçüde düşürdüğü tespit edilmiştir. Lökositlerin DNA hasarı için; DNA kuyruk yüzdesi, kuyruk uzunluğu ve kuyruk momenti uygulama ve kontrol grubu ile karşılaştırıldığında MgO ve NiO NP'lerinin artan dozları, DNA hasar parametrelerini istatistiksel olarak arttırdığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, artan dozlarda MgO ve NiO NP'lerinin insan kan dokusu üzerindeki toksik etkileri in vitro koşullarda spektrofotometrik ve komet testi ile ortaya konulmuştur. Yüksek dozlarda çalışılan MgO ve NiO NP'lerinin kan hücrelerinin antioksidan enzim aktivitelerini bozduğu, hücrelerin MDA seviyesini arttırdığı, DNA hasarı oluşturduğu belirlenmiştir. Bu çalışmayla nanopartiküllerin toksik etkileriyle ilgili bir alt yapı oluşturulmaya çalışılmıştır.

Nanotechnology is one of the most rapidly developing research areas, but the environmental hazards of nanoparticles have not been fully identified. Due to increasing industry and developing technology, the release of nanoparticles to nature has increased. In this study, the toxic effect of increasing doses of MgO and NiO nanoparticles (NP) on human blood tissue was determined by in vitro antioxidant enzyme activities, malondialdehyde (MDA) level, the end product of lipid peroxidation, and changes in DNA structure. Blood cells were divided into two groups as control group (n = 6) and application group (n = 6). After administration of 10, 100 and 1000 µg/mL MgO and NiO NPs to the blood tissue, erythrocytes and leukocytes were obtained. Antioxidant defense system enzymes of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) enzyme activities and MDA were determined from hemolysate samples by spectroscopic method in comparison with control group. Leukocytes were isolated using Biocoll separation solution and DNA damage was revealed by Comet method. It was found that given increasing doses of MgO and NiO NPs were increased MDA levels and significantly decreased antioxidant enzyme levels in erythrocytes compared to control and application groups. DNA damage in leukocytes; when DNA tail percentage, tail length and tail moment were compared with application and control group, it was determined that DNA damage parameters increased in increasing doses of MgO and NiO NPs. As a result, toxic effects of increasing doses of MgO and NiO NPs on human blood tissue were determined by spectrophotometric and comet tests in vitro. It was determined that MgO and NiO NPs, which were studied at high doses, impaired the antioxidant enzyme activities of the blood cells, increased the MDA level of the cells and caused DNA damage. In this study, a substructure related to toxic effects of nanoparticles has been tried to be established.