C60 fullerene`nin A549 insan akciğer kanseri hücre hattında otofajik markerlar üzerine etkisi

Abstract

Akciğer kanseri dünyada en sık görülen kanser türüdür. A549 akciğer kanseri hücre hattı, biyoaktif bileşiklerin kemoterapi etkisini incelemek için uygun bir modeldir. Nanopartiküller C60 fullerene, güçlü bir antioksidan olarak kabul edilir ve antikanser aktivitesi gösterir. Karbon nanopartikülleri, fullerenlerin küresel simetrik yapıda birleştirilmiş atomlara sahip olmasından dolayı benzersiz özelliklere sahiptir. Nanopartikül moleküllerinin kendine özgü kimyasal ve fiziksel özellikleri, minimal konsantrasyonlarda bile etkin hareket etmelerini sağlar. Pek çok kemoterapi ajanının aksine fulleren, geniş konsantrasyonlarda normal ve malign olmayan hücreler için toksik değildir. C60 fullerenin kanserdeki etkisi kapsamlı bir şekilde araştırılmasına rağmen, A549 hücre hattında otofaji ve apoptozisin potansiyel regülasyonu ele alınmamıştır. Bu çalışmada C60 fullerenin insan A549 akciğer kanseri hücre hattında apoptoz ve otofaji yolu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. A549 hücreleri 24 saat boyunca farklı ve düşük konsantrasyonlarda (100, 250 ve 500 nM) C60 fulleren ile tedavi edildi. Hücre canlılığı MTT testi ile tespit edildi. ROS seviyeleri DCFD-A testi ile ölçüldü. p53, Bax, Beclin1 ve TIGAR protein ekspresyonlarındaki değişiklikler western blot tekniği ile analiz edildi. MTT ve DCFD-A analizinin sonuçları, düşük dozdaki C60 fullerenin, A549 hücre hattında; hücre canlılığı ve ROS seviyesi üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığını göstermiştir. C60 fullerene sahip A549 hücreleri, düşük dozlarda p53, Bax ve TIGAR proteinleri ekspresyon seviyelerinde artışa neden olurken, Beclin1 proteinleri ekspresyon seviyesi konsantrasyona bağlı bir şekilde artmıştır. Genel olarak, bulgularımız suda çözünebilir C60 fullerenin A549 hücrelerinde apoptozisi ve otofajiyi indüklediğini göstermektedir. Bulgularımız akciğer kanseri hücrelerinde C60 fullerenin etki mekanizmalarına ışık tuttuğunu düşünmekteyiz.

Lung cancer is the most common type of cancer in the world. The A549 lung cancer cell line is suitable model to study chemotherapy effect of variuos bioactive compounds. Nanoparticles C60 fullerene are recognized as the power antioxidant and demonstrate anticancer activity. Carbon nanoparticles posses unique properties due to the fact that fullerenes have the atoms combined in spherical symmetric structure. Peculiar chemical and physical properties of nanosized molecules enable them to act effectively in minimal concentrations. In contrast to many chemotherapy agents, this fullerene absolutely non-toxic for a normal non-malignated cells in wide range of concentrations. Despite the fact that, the effect of C60 fullerene in cancer has been extensively studied, the potential regulation of autophagy and apoptosis has not been addressed in A549 cell line. Therefore, we investigated the effect of C60 fullerene on apoptosis and autophagy pathway on human A549 lung cancer cell line. A549 cells were treated with different low concentrations (100, 250 and 500 nM) C60 fullerene for 24 hours. Cell viability were detected by MTT assay. ROS levels were measured by DCFD-A assay. The changes of p53, Bax, Beclin1 and TIGAR protein expressions were analysed by western blotting. The results of MTT and DCFD-A assay showed that low dose C60 fullerene has no effect on cell viability and ROS level in A549 cell line respectively. The treatment A549 cells with C60 fullerene caused p53, Bax, and TIGAR proteins expression level increase in lowest dose, while Beclin1 proteins expression level increased in concentration-depend manner. Overall, our findings have suggested that water-soluble C60 fullerene induces apoptosis as well as autophagy in A549 cells. Our findings shed light on the mechanisms of C60 fullerene effect in Lung cancer cells.