Sigara dumanı zararlılarının akciğer epitel hücrelerine verdiği yangısal ve oksidan hasarı üzerine kafeik asit fenetil ester etkisi

Abstract

Kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH), başta sigara kullanımı, mesleki gazlar ve hava kirliliği olmak üzere gelişen kronik ve ilerleyici özellikte bir akciğer hastalığıdır. İnsanlarda ölüm sebepleri arasında beşinci sırada yer alan KOAH'ın henüz etkin bir tedavisi bulunmamaktadır. Bu araştırmada hücre kültürü ortamında akciğer epitel hücrelerinde (A549) sigara duman içeriği ile oluşturulan KOAH modelinde kafeik asit fenetil ester'in (CAPE) gelişen oksidatif hasar ve yangı şiddeti üzerine etkisi araştırıldı. Çalışmada kullanılacak uygun CAPE düzeyi yapılan doz çalışması ile belirlendi. Buna göre 2,5 µM düzeyinin sitotoksik etkisinin bulunmadığı tespit edildi. Araştırmada bir adet filtresiz sigara dumanı özel bir düzenekle 20 ml hücre medyumundan (DMEM) geçirilerek içeriğinin medyumda kalması sağlandı (SGR). Hücrelerin 3 saat süresince CSE içeren medyum ile inkübasyonu viabilitelerinde % 46 düzeyinde kayba neden olurken, (p<0.001). CAPE'in hücre kayıplarını % 21 oranına indirdiği belirlendi (p<0,001). Sigara içeriginin nitrik oksit düzeyini iNOS ekspresyonu ile arttırdığı (p<0,001). CAPE uygulamasının iNOS gen transkripsiyon düzeyini düşürerek nitrik oksit miktarını azalttığı saptandı (p<0,001). Sigara içeriğinin düşürdügü antioksidan katalaz aktivitesini (P<0.05). CAPE tedavisinin anlamlı derecede iyileştirdiği belirlendi (P<0,05). Önemli bir hücre içi antioksidan olan glutatyon düzeyinin sigara içeriği tarafından azaltıldığı (P<0.05). CAPE kullanımı bu durumu anlamlı derecede düzelttiği saptandı. Sigara içeriği yangısal sitokinlerden tümör nekroz faktör alfa, interlökin-1 beta, interferon gama ve siklooksijenaz-2 genleri transkripsiyon düzeylerini sırasıyla 3, 2, 65 ve 26 misli artırırken CAPE tedavisinin bu artışları önemli ölçüde azalttığı saptandı. Ayrıca artan kaspaz-3 gen transkripsiyon seviyesi ölçülerek sigara içeriğinin apoptoza neden olduğu. CAPE tedavisinin kaspaz-3 transkripsiyonunu anlamlı derecede baskıladığı saptandı. Sonuç olarak, CAPE'in sigaranın yol açtığı yangı ve oksidatif hasar üzerine önemli düzeyde baskılayıcı etkisi, bu farmakolojik ajanın sigara zararlarının önlenmesinde kullanılabilme potansiyelini ortaya koymuştur.Anahtar Kelimeler: KOAH, CAPE, Yangı, Oksidatif stres, Akciğer, Epitel hücreler, Sigara

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a chronic and progressive lung disease which is contributed by cigarette smoke, air pollation and occupational exposures. COPD is currently the fifth leading cause of death worldwide and there is no efficient treatment yet. In the present study, the effect of caffeic acide phenethyl ester (CAPE) on cigarette smoke induced oxidative and inflammatory damage is investigated in lung epithelial cells (A549). Dose response study demonstrated that 2.5 µM CAPE has no cytotoxicity in the cells. Cigarette Smoke Extract (CSE) was prepared by bubbling the smoke from fitlerless cigarette through 20 ml of serum-free cell culture medium. Cell viability was reduced by 46 % after 3 hours incubation with CSE (p<0.001). CAPE treatment prevented about 25 % cellular loss induced by CSE exposure (p<0.001). It was detected that CSE caused to increase nitric oxide production by iNOS expression (p<0.001). After CAPE treatment, nitric oxide transkription level was decrease via down regulation of inducable nitric oxide synthase (p<0.001). It was indicated that CSE caused to decrease of antioxidant katalaz activity (p<0.05). But CAPE application did decrease the transcription level. Antioxidant glutathione level was decreased by CSE (p<0.05). However CAPE treatment restored glutathione concentration (p<0.05). mRNA transcription analyses demonstrated that CSE was increase level of inflammatory cytokine production such as TNF-?, IL-1ß and IFN-?, and COX-2. (3, 2, 65 and 26 fold respectively). CAPE treatment significantly decreased the level of cytocine transcriptions. CSE also induced apoptotic protease, caspase-3, expression. in spite of that CAPE decreased caspase-3 transcription level. As a result of the study, significant protective effect of CAPE against to cigarette smoke caused oxidative and inflammatory damage is demonstrated. Therefore this pharmacological agent may have a high potential for the protective role induced by cigarette damage.Keywords: COPD, CAPE, Inflammation, Oxidative stress, Lung, Epithelial cells, Cigarette