Mitokondriyal apoptotik yolakları kullanan nanomateryallerin sitotoksisitesinin biyofiziksel yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Dünya genelinde, insanlar yanan materyallerin oluşturduğu veya volkanik küller, toz fırtınaları ve diğer doğal prosesler sonucu ortaya çıkan parçacık şeklinde olan maddelere her zaman maruz kalır. Vücut bağışıklık sistemimiz birçok zararlı etkilerden vücudumuzu koruyan ve savunan bir sürveyans sistemdir. Son zamanlarda nanoteknoloji alanının oldukça gelişmiş olması ve bu materyallerin sentezi ve karakterizasyonundaki gelişmelerin sonucu olarak, ilaç taşıyıcı, terapötik ajan ve medikal teşhis koyma aracı olarak kullanılmaktadır. Teknoloji çağının da ilerlemesiyle birlikte, nanoparçacıkların insan sağlığı üzerine etkileri ile ilgili yapılan çalışmalar, bunların zararlı etkiler oluşturabileceğini bildirmiştir. Titizlikle yapılan çalışmalara rağmen, hücrelerin kompleks olması ve nano-ölçekte makro moleküler komponentler yüzünden hücrelerin nanomateryallere olan yanıtlarını anlamak karmaşık bir durum oluşturabilmektedir. Çalışmamızda üç farklı tipte nanoparçacığın biyolojik toksisitesi ve aktiviteleri üzerine elde ettiğimiz sonuçların nanoteknoloji alanına katkı sağlayabileceğini düşünmekteyiz. Bu çalışmada kullanılan iki hücre hattı üzerine, nanomateryal kompozisyon türlerinin oluşturduğu toksisiteye neden olan yolakların ve etkilerinin araştırılması amaçlandı. İn vitro analizlerde, nanomateryallerin farklı kompozisyonda olması MCF-7 ve HT-29 hücrelerinde toksik etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında, nanoparçacıkların hücre canlılığına olan sitotoksik etkisi test edildi ve apoptotik etkilerinin değerlendirilmesi için plate reader kullanıldı. Çalışmanın ikinci kısmında ise, nanoparçacıkların indüklediği apoptozu, gen ekspresyonu ile belirledik. Sonuç olarak, nanopartiküllerin her iki kanser hücresinde de apoptotik ve sitotoksik etkiye sahip olduklarını belirledik.

Across the globe, humans are exposed to particulate matters which originates from any activity involving burning of materials or any dust generating activities such as volcanic ashes, dust storms and other natural processes. The body immune system is a surveillance system to protect and defend itself from any harmful attack. Recent advances and breakthroughs in Nanotechnology involves synthesis, physical and chemical characterization and device development of nanomaterials, which are widely used in medical diagnostic and therapeutic process and drug development. With the continuous reign of nanotechnology, research shows that nanoparticles may have adverse effect and potentially negative impacts on human health. Despite rigorous study, due to the complexity of cells and nano-scale macromolecular components, cellular responses to nanomaterials will be complicated to unravel. This study is presented to provide common foundation to scientists and researchers the origin, activity and biological toxicity of three types of nanoparticles. Used two cell lines, this study aimed to investigate the influence of nanomaterial composition on the degrees and pathways of cytotoxicity. In the first stage study, we were utilized cell viability test to measure the cytotoxic effects of nanoparticles on cells and used plate reader to measure the apoptotic effects. In the second stage of study we unraveled fundamental mechanism of nanoparticle-induced cell death with gene expression.