Monosiklik ve bisiklik monoterpen uygulamasının deneysel beyin tümör modeli üzerine potansiyel etkilerinin in vitro yöntemlerle araştırılması

Abstract

Nöroblastoma beyin dokusu içerisinde hızlı bir şekilde yayılabilen ve çocukluk çağında en sık görülen ölümcül tümör çeşididir. Buna rağmen, nöroblastomanın etiyolojisi hala tam olarak bilinmemektedir. Cerrahi ve radyoterapi gibi yöntemlerin yanı sıra, nöroblastoma tedavisi için tercih edilen bir başka etkili yol da kemoterapötik ajanların kullanımıdır. Bu nedenle, özellikle son yıllarda çeşitli kanser türlerinin tedavisinde kullanılabilecek doğal ve biyolojik etkili kemoterapötik ajanların keşfedilmesi ve geliştirilmesi en popüler araştırma konuları arasında yer almaktadır. Bu açıdan bakıldığında monoterpenler, bitkilerin koku ve rengini sağlayan temel bileşenler olmalarının yanı sıra insan sağlığına katkıları açısından da önemli biyoaktif bileşenlerdir. Monoterpenlerin yararlı etkileri antioksidan, antibakteriyal, antifungal, antikanserojen, anti-inflamatuvar ve anti-ülser özellikler olarak sıralanabilir. Bu nedenlerle, tez kapsamında bazı önemli monosiklik ve bisiklik monoterpen bileşiklerin normal ve kanserli sıçan beyin hücre hatları (N2a) üzerine in vitro sitolojik, biyokimyasal ve genetik etkilerinin ilk defa araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca literatürde tez kapsamında test edilen olan farklı monoterpenlerin beyin tümörü hücrelerinde çoğalmayı baskılayıp baskılamadığı konusunda herhangi bir araştırmaya rastlanmamıştır. Çalışmamızda yer alan monosiklik (karvakrol, karvon, terpinolen ve timol) ve bisiklik (alfa-pinen) monoterpenlerin çeşitli konsantrasyonlarda kültür ortamına ilave edilerek hücre çoğalması üzerine etkileri 3-(4,5 dimetylthiazol -2-yl) - 2,5 diphenltetrazolium bromide (MTT) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Hücre kültürlerinde oksidatif etkilerin değerlendirilmesinde toplam antioksidan kapasite (TAK) ve toplam oksidan durum (TOD) parametreleri kullanılmıştır. Aynı zamanda, monoterpenlerin normal ve kanserli beyin hücreleri üzerine olan genetik etkileri tek hücre jel elektroforezi (Comet testi) yöntemi ile ilk kez değerlendirilmiştir. Bulgularımız sözkonusu bileşiklerin düşük konsantrasyonlarda antioksidan aktivitelerinin varlığını ve yüksek konsantrasyonlarda ise sitotoksik etkili olduklarını ortaya koydu. Test edilen tüm bileşiklerin genotoksik etkili olmadığı bulundu. Başta terpinolen olmak üzere tüm monoterpenlerin nöroblastoma hücrelerine karşı farklı düzeylerde antikanserojenik aktivite gösterdi. Tez kapsamında elde edilen bulgular ışığında farklı yapıda monoterpenlerin N2a beyin tümörü hücre hatlarında antikanserojenik aktivitelerinin multidisipliner yaklaşımlar ile belirlenmesiyle, beyin kanseri tedavisi gören hastaların tedavi etkinliklerinin desteklenebileceğini umut etmekteyiz.

Neuroblastoma could invade into brain tissues quickly and is the most common fatal tumour species of childhood. But, the etiology of neuroblastoma is still exactly unknown. Besides the methods such as surgery and radiotherapy, another effective way that preferred for the treatment of neuroblastoma is the use of chemotherapeutic agents. Thus, discovering and developing of the naturel and biologically effective chemotherapeutic agents in treatments of various cancer types becomes one of the most popular research topics. At this point, monoterpenes are important biologically active compounds in terms of health benefits besides their role in providing the flavour, and colour. They have beneficial effects on health such as antioxidant, antibacterial, antifungal, anticarcinogenic, anti-enflamatuar and anti-ulser, etc. For these reasons, it was aimed to search the cytological, biochemical and genetic effects of some important monocyclic and bicyclic monoterpen compounds on healthy neuron cells and N2a neuroblastoma cells in relation with the dose and time in the extent of thesis firstly. Notwithstanding, there were no investigation on whether different monoterpenes, which were tested in this thesis, supressed the cell proliferation in brain tumour cells. The effects of selected monocyclic (carvacrol, carvone, terpinolene and thymol) and bicyclic (alpha-pinene) monoterpenes at various concentrations on cell proliferation were determined by 3-(4,5 dimetylthiazol -2-yl) - 2,5 diphenltetrazolium bromide (MTT) assay. And total antioxidant capacity (TAC) and total oxidative stress (TOS) parameters were used for the assesments of oxidative effects in cell cultures. Besides, the genetic effects of monoterpenes on healthy and cancerous brain cells were assessed by singel cell gel electrophoresis (Comet test) firstly. Our results revealed that the monoterpenes exhibited antioxidant activities at their low doses and cytotoxic at high doses. All tested compounds were found to be non-genotoxic. Primarily terpinolene and all tested monoterpenes showed moderate and weak anticarcinogenic activities against neuroblastoma cells. We hope that, it will possible to support of treatment activities in patients undergoing treatment for brain cancer by the multidisciplinary establishment of the anticarcinogenic effects of different monoterpene compounds on N2a brain tumour cells within the light of the findings of this thesis.