Malarya (sıtma) hastalarında oksidatif stres ve mononükleer lenfosit DNA hasarının araştırılması

Abstract

ÖZETMalarya (Sıtma) Hastalarında Oksidatif Stres ve Mononükleer LenfositDNA Hasarının AraştırılmasıHakim ÇEL KBiyokimya Yüksek Lisans TeziMalarya plazmodyum cinsindeki parazitler ile meydana gelen ve anofel cinsi dişisivrisineklerin ısırmasıyla bulaşan tropikal bir hastalıktır. Dünya Sağlık Örgütünün verilerinegöre dünyada yılda 270 milyon kişi sıtma vakası ile karşılaşılmakta bunu 110 milyonuhastalıkla sonuçlanmakta ve %25'i Afrika'lı çocuklar olmak üzere 2 milyon kişi sıtmadanölmektedir. Ayrıca 100 ülkede toplam 2 milyar insanın sıtma enfeksiyonu riski altında olduğudüşünülmektedir. Enflamasyona yanıt olarak malaryalı hastalarda parazitin öldürülebilmesiiçin vücut savunma sistemi tarafından reaktif oksijen ve nitrojen türleri (ROS ve RNS)üretilmektedir. Üretilen radikaller bir taraftan paraziti öldürürken bir taraftan da konakçıprotein, lipid ve DNA'larında hasara neden olabilmektedir. Bununla birlikte malaryahastalarında DNA hasarı ve kanser ile ilişkisine dair kesin bilgiler bulunmamaktadır. Malariaile oksidatif sıtres arsındaki ilişkiyi ortaya koyan birçok çalışma bulunmasına rağmen bu günekadar malaria ile DNA hasarı arasındaki ilişkiyi açıklayan mevcut herhangi bir çalışmayarastlanılamamıştır. Bu çalışmada malarya enfeksiyonunun DNA hasarı oksidatif durumüzerine etkileri araştırıldı. Bu çalışmaya benzer yaş ve cinsiyet ortalamalarına sahip 30gönüllü sıtma hastası ve 33 sağlıklı birey dahil edildi. Periferal mononükleer lökosit DNAhasarı Komet Assay (single cell gel electrophorezis) yöntemi ile çalışıldı. Oksidatif sitresseviyelerinin belirlenmesi için plazmada protein karbonil (PC), malondialdehid (MDA), totaloksidant seviye (TOS) ve plazma antioksidan seviyelerinin belirlenmesi için de totalanatioksidan kapasite (TAK) çalışıldı. Total oksidant seviye / total anatioksidan kapasiteşeklinde bölünerek oksidatif sıtres indeksi (OS ) hesaplandı. Hasta grubunda mononükleerlökosit DNA hasarı, MDA, TOS, PC ve OS seviyelerinin kontrol grubundan yüksek olduğu(sırasıyla; ( p= 0.001, p= 0.016, p= 0.001, p= 0.011 ve p= 0.001) TAK seviyeleri ise kontrolgrubuna göre düşük olduğu görüldü (p=0.014). Mononükleer lökosit DNA hasarı ile MDA,PO, TOS ve OS seviyeleri arasında pozitif (sırasıyla; p= 0.002, r= 0.394; p= 0.004, r= 0.373;p= 0.001, r= 0.533; p= 0.001, r= 0.551), TAK seviyeleri arasında negatif bir ilişki olduğugörüldü(p= 0.001, r= -0.470). Bu bulgular malarya enfeksiyonunda sıtma parazitine karşıROS'in arttığını göstermektedir. Ancak bu ROS'i parazitleri öldürmekle kalmayıpenfeksiyona maruz kalmayan hücrelerde hasara neden olabilmektedir. Bu yüzden, DNAhasarını önlemek için bu hastaların acilen tedavi edilmeleri gerekmektedir.Anahtar Kelimeler: Malarya, DNA hasarı, Protein oksidasyonu, Total oksidantseviye, Total antioksidan kapasite, Malondialdehid ve Oksidatif stres index

ABSTRACTInvestigation of Oxidative Stress and Mononukleer Lymphocytes DNADamage in Patients with MalariaHakim ÇEL KBiochemistry Master TezzMalaria is a common and serious tropical disease. It is a parasitic infection transmittedto humans through the bites of infected female mosquitoes. The WHO estimates that 270million new malaria infections occur worldwide along with 110 million cases of illness and 2million deaths where 25% of childhood deaths in Africa are attributed to malaria. Malariatransmission occurs in an estimated 100 countries where 2 billion people are at risk of malariainfection. Reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS) produced during aninflammatory response are an important part of host-defense strategies of organisms to kill theparasite. These intermediates not only cause killing of the parasite but also protein, lipid, andDNA of the host. However, it is not well known whether these intermediates cause DNAdamage in malaria patients and could result in oncogene activation and eventually lead tocancer. Although there are a lot of study to investigate the relarionship between oxidativestress and malaria, there is no available report about the relationship between malaraia andDNA damage until now. In this study, we investigated the effect of malaria infection on basallevels of DNA strand breaks and on the oxidative/anti-oxidative status of patients withmalaria, and compared the data with those of healthy subjects. Thirty malaria patients and 33age- and sex-matched control subjects were enrolled in the study. We used the single-cell gelelectrophoresis (also called comet assay) to measure DNA strand breaks in peripheral bloodmononuclear leukocytes. Plasma protein carbonyl (PC), malondialdehyde (MDA) and totaloksidant status (TOS) concentrations were measured to determine oxidative status and totalanti-oxidative capacity (TAC) in plasma was measured to determine anti-oxidative status. Theper cent ratio of TAC to total peroxide level was accepted as the oxidative stress index (OSI).The mean values of mononuclear leukocyte DNA damage and MDA ,TOS, PCconcentrations and OSI were significantly higher in malaria patients than in the control group( p= 0.001, p= 0.016, p= 0.001, p= 0.011 ve p= 0.001; respectively) and TAC levels of themalaria patients were significantly lower than in the control group (p= 0.014). There weresignificantly positive correlation between DNA damage and MDA, PC, TOS and OSI (p=0.002, r= 0.394; p= 0.004, r= 0.373; p= 0.001, r= 0.533; p= 0.001, r= 0.551, respectively), anda negative correlation between TAC and DNA damage (p= 0.001, r= -0.470) in the patientgroup.These findings support the notion that ROS produced by the organism as a defensestrategy may amplify the antimalarial activity in patients with malaria. However, theseintermediates not only cause the killing of the parasite but also induce oxidative damage innon-infected cells. Therefore, these patients must be treated urgently to counteract theoxidative DNA damage.Key words: Malaria, DNA damage, Protein carbonyl, Malondialdehyde, Total oksidantstatus, Total anti-oxidative capacity and Oxidative stress index.