Anticancer and cellular activities of a copper-glucose compound
Bakır-glukoz bileşiğinin antikanser ve hücresel aktiviteleri
- Tez No: 924294
- Danışmanlar: PROF. DR. PARVEZ HARIS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Moleküler Tıp, Molecular Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: De Montfort University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Tıp Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 295
Özet
Kanser hücrelerini normal hücrelerden ayıran şeker metabolizmasındaki ayırt edici değişiklik, seçici bir antikanser ajanı olarak glikoz-geçiş metal kompleksi, bisglukozbiskopper (II) hekzahidrat kompleksinin (Cu2Glc2.6H2O) geliştirilmesinin temelini oluşturdu. Bakır, diğer geçiş metallerinden daha az toksik olması ve canlı vücutta reaktif oksijen türleri (ROS) üretimi üzerindeki benzersiz etkisi nedeniyle seçildi. Tezin ana hipotezi; Cu2Glc2.6H2O hücrelere uygulandığında, glikoz taşıma yoluyla kanser hücreleri tarafından seçici olarak alınacağıdır. Bu nedenle, mevcut in vitro çalışma, kompleksin hem kanser hücreleri (HeLa hücreleri) hem de normal hücreler (lenfositler) üzerindeki biyolojik özelliklerine yönelik olarak yürütülmüştür. Karşılaştırma için, Cu2Glc2.6H2O kompleksini üretmek için kullanılan CuCl2.H2O ve D-Glikoz da aynı hücreler üzerindeki etkileri açısından test edilmiştir. Çalışmada araştırılan biyolojik etki, hücrelere bakır girişi, sitotoksisite, genotoksisite, DNA hasarı ve Oksidatif DNA hasarını içeriyordu. Hücrelerin bakır alım seviyesini belirlemek için ICP-MS tekniği kullanıldı, sitotoksisitenin değerlendirilmesi için MTT testi ve Sitokinezis Bloke Edilmiş Proliferasyon İndeksi (CBPI), genotoksisiteyi değerlendirmek için Sitokinezis Bloke Edilmiş Mikronükleus (CBMN) ve Alkali Tek Hücre Elektroforez Testleri (Comet test) kullanıldı ve test maddelerinin neden olduğu toplam oksidatif DNA hasarını belirlemek için modifiye edilmiş comet testi kullanıldı. ICP-MS sonuçları, HeLa hücrelerinin Cu2Glc2.6H2O ve CuCl2.H2O (p=0,65) yoluyla bakır alımı açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark göstermediğini, ancak HeLa hücrelerinin Cu2Glc2.6H2O yoluyla lenfositlerden daha fazla bakır aldığını gösterdi. MTT deney sonuçlarına göre, HeLa hücrelerinde CuCl2.H2O ve Cu2Glc2.6H2O'nun IC50 değerleri sırasıyla 13,2 ve 9,08 µg/mL idi. Ayrıca, lenfositlerde Cu2Glc2.6H2O'nun IC50 değerleri sırasıyla 25,63 ve 28,7 µg/mL idi. Cu2Glc2.6H2O kompleksindeki bakır yüzdesi (%22), CuCl2.H2O'nunkinden (%37) yaklaşık 1,7 kat daha az olmasına rağmen, Cu2Glc2.6H2O'nun HeLa hücrelerindeki IC50 değerinin lenfositlerdekinden en az 3 kat daha yüksek olduğu bulundu. Elde edilen sonuçlar, HeLa hücreleri tarafından Cu2Glc2.6H2O aracılığıyla bakır alımının, lenfositler tarafından bakır alımına kıyasla çok daha yüksek olduğunu açıkça göstermektedir. CBMN deney sonuçları Cu2Glc2.6H2O ve CuCl2.H2O'nun HeLa hücrelerinde lenfositlerden daha fazla mikronükleus ürettiğini gösterdi. Ancak, HeLa hücrelerinde MN üretim kapasitesi açısından CuCl2.H2O ve Cu2Glc2.6H2O arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktu (p=0,0001). Cu2Glc2.6H2O tarafından üretilen HeLa hücrelerinin kromozomal instabilite sıklığı CuCl2.2H2O'dan daha yüksekti. Ayrıca, lenfositler ve HeLa hücrelerinin comet deney sonuçları CuCl2.H2O tarafından oluşturulan DNA hasarı açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark göstermedi. Ancak, HeLa hücreleri Cu2Glc2.6H2O tarafından oluşturulan DNA hasarı açısından lenfositlerden istatistiksel olarak anlamlı bir fark gösterdi (p=0,0001). Elde edilen sonuçlar, Cu2Glc2.6H2O'nun CuCl2.H2O'dan daha az bakır içermesine rağmen HeLa hücrelerinde daha fazla DNA ipliği kırılmasına neden olduğunu göstermektedir. D-Glikoz her iki hücre tipinde de kromozomal instabilite oluşturmamıştır. Hücredeki oksidatif hasar, Modifiye edilmiş comet test yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Bu, purin ve pirimidin bazlarındaki hasarı belirlemek için spesifik endonükleaz enzimlerinin kullanılmasını içermektedir. Ligand olarak kullanılan D-Glikoz, lenfositlerde uygulanan en yüksek dozda (50 µg/mL) DNA kırılmasına neden olurken, diğer dozlarda purin ve pirimidin bazlarında hasara neden olmuştur (P 0,05). Sonuç olarak, bu çalışma ilk kez bir bakır-glikoz kompleksinin (Cu2Glc2.6H2O) kanser karşıtı aktivitesini göstermiştir. Normal hücrelere kıyasla kanser hücrelerine karşı daha yüksek toksisitesi, seçici olarak HeLa hücrelerine alınabilmesi ve DNA'yı parçalayarak hücre ölümüne neden olabilmesi nedeniyle onu umut verici ve terapötik bir ajan haline getirir. Gelecekte, kompleksin antikanser ajanı olarak potansiyelini değerlendirmek için in vivo çalışmalar ve klinik denemeler de dahil olmak üzere daha fazla çalışma gereklidir.
Özet (Çeviri)
The hallmark in sugar metabolism, discriminate cancer cells from normal cells, formed the basis of the development of a glucose-transition metal complex, bisglucosebiscopper (II) hexahydrate complex (Cu2Glc2.6H2O) as a selective anticancer agent. Copper was chosen since it is less toxic than other transition metals and for its unique effect on reactive oxygen species (ROS) production in the living body. The main hypothesis of the thesis is that; when Cu2Glc2.6H2O is applied to cells, it will be taken up selectively by cancer cells via the glucose transport pathway. Therefore, the current in vitro study was conducted to the biological properties of the complex on both cancer cells (HeLa cells) and normal cells (lymphocytes). For comparison, CuCl2.H2O and D-Glucose, used to produce Cu2Glc2.6H2O complex were also tested for their effects on these same cells. The biological effect investigated the study included entry of copper in to cells, cytotoxicity, genotoxicity, DNA damage and Oxidative DNA damage. ICP-MS technique was used to determine copper uptake level of the cells, MTT assay and Cytockinesis Blocked proliferation Index (CBPI) were used for the assessment of cytotoxicity, Cytokinesis Blocked Micronucleus (CBMN) and Alkali Single Cell Electrophoresis Assays (Comet Assay) were used in order to assess genotoxicity, and modified comet assay was used to determine total oxidative DNA damage caused by the test substances. The ICP-MS results indicated that HeLa cells did not show a statistically significant difference in terms of copper uptake via Cu2Glc2.6H2O and CuCl2.H2O (p=0.65), however HeLa cells took up more copper than lymphocytes via Cu2Glc2.6H2O. According to MTT assay results, the IC50 values of CuCl2.H2O and Cu2Glc2.6H2O in HeLa cells were 13.2 and 9.08µg/mL respectively. And also, the IC 50 values of Cu2Glc2.6H2O in lymphocytes were 25.63 and 28.7µg/mL, respectively. Although, the percentage of copper in Cu2Glc2.6H2O complex (22%) is approximately 1.7 times less than that of CuCl2.H2O (37%), IC50 value of Cu2Glc2.6H2O in HeLa cells was found to be at least 3 times higher than in lymphocytes. The results obtained clearly demonstrate that copper uptake by HeLa cells via Cu2Glc2.6H2O is much higher compared to copper uptake by lymphocytes. CBMN assay results showed that Cu2Glc2.6H2O and CuCl2.H2O generate more micronucleus in HeLa cells than lymphocytes. However, there was no statistically significant difference between CuCl2.H2O and Cu2Glc2.6H2O in terms of MN generation capacity in HeLa cells (p=0.0001). The frequency of chromosomal instability of HeLa cells generated by Cu2Glc2.6H2O was higher than CuCl2.2H2O. In addition, comet assay results of lymphocytes and HeLa cells did not show statistically significant difference in terms of DNA damage by CuCl2.H2O. However, HeLa cells showed a statistically significant difference in terms of the DNA damage induced by Cu2Glc2.6H2O than lymphocytes (p= 0.0001). The results obtained show that, although Cu2Glc2.6H2O contains less copper than CuCl2.H2O, it causes greater DNA strand breakage in HeLa cells. D-Glucose did not generate chromosomal instability in both types of cells. Oxidative damage to cell was determined by using Modified comet assay method. This involved using specific endonuclease enzymes determine damage to purines and pyrimidines bases. D-Glucose, used as a ligand, caused DNA breakage at the highest dose applied (50 µg/mL) in lymphocytes, while it caused damages to purines and pyrimidines bases at the other doses (P 0.05). To conclude, this study demonstrated, for the first time, the anti cancer activity of a copper-glucose complex (Cu2Glc2.6H2O). Its higher toxicity towards cancer cells, as compared to normal cells, makes it a promising and a therapeutic agent since it can be taken into HeLa cells selectively and can causes cell death by breaking the DNA. In the future, further studies, including in vivo studies and clinical trials, are necessary to evaluate the potential of the complex as an anticancer agent.
Benzer Tezler
- Probiyotiklerden yeni bir biyoaktif molekülün izolasyonu ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of a new bioactive molecule from probiotics
AURELE ADOUWODJI ASSOU KOFFI
Doktora
Türkçe
2025
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ŞEKÜRE NAZLI ARDA
DOÇ. DR. NAZMİYE ÖZLEM ŞANLI
- Bakır (II) iyonunun karışık ligand komplekslerinin in vitro sitotoksik ve genotoksik etkilerinin sağlıklı ve kanser hücre hatlarında belirlenmesi
The cytotoxic, genotoxic and apoptotic effects of mixed ligand complexes of copper (II) ion in healthy and cancer cell lines in vitro
FAWAZ MOHAMMED ABDULLAH
- Bitkisel kökenli fenoliklerle bor içerikli bileşikler hazırlanarak gümüş nano kremlerin üretilmesi
Production of silver nano creams by preparing boron containing compounds with fenolics of plant origin
METİN ATLAN
- Verbascum bellum hub.-mor. ekstraktları üzerinde antioksidan aktivite, sekonder metabolit miktar tayini, HPLC yöntemi ile içerik aydınlatma ve toksisite belirleme çalışmaları
Antioxidant activity, determination of secondary metabolite content, content elucidation using HPLC method, and toxicity assessment studi̇es on verbascum bellum hub.-mor. extracts
BURAK IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyokimyaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHLİKA ALPER
- A novel chemotherapeutic drug combination for prostate cancer
Prostat kanseri için yeni bir kemoterapik ilaç kombinasyonu
AYŞEGÜL DOĞAN
Doktora
İngilizce
2015
BiyolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN