Probiyotik Bakterilerden Elde Edilen Süpernatant Örneklerin Hücre Bölünmesi ve DNA Hasarı Üzerine Etkisinin Ökaryotik Hücre Modeli Schizosaccharomyces pombe Mayasında Araştırılması
TÜBİTAK Projesi, 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2023 - 2024
- Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
- Destek Programı: 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı
- Başlama Tarihi: Eylül 2023
- Bitiş Tarihi: Eylül 2024
Proje Özeti
Özet
İnsan vücudunda kendi hücrelerinden çok daha fazla sayıda bakteri yaşamaktadır. Bakterilerin vücutta oluşturduğu bu topluluğa mikrobiyota adı verilmektedir. Vücutta bulunan bu bakterilerin birçoğu probiyotik olarak adlandırılan, ‘‘Yeterli miktarda tüketildiğinde konak canlının sağlığı üzerine olumlu etkiler sağlayan canlı mikroorganizmalar’’ olarak Dünya Sağlık Örgütü tarafından tanımlanmaktadır. Probiyotiklerin yararlı etkilere sahip olduğu birçok çalışma ile gösterilmiştir. Probiyotiklerin tıpta ve gıda sektöründe kullanımı oldukça yaygındır.
Probiyotiklerin patojen bakterilerin ve zararlı virüslerin etkilerini azalttığı birçok çalışmada gösterilmiştir. Bunların yanı sıra diyare, konstipasyon, Helicobacter pylori enfeksiyonu, irritabl bağırsak hastalıkları ve laktoz intoleransı gibi gastrointestinal sistem bozukluklarında olumlu etkileri bulunmaktadır. Probiyotiklerin gastrointestinal sistem üzerindeki olumlu etkilerinin yanı sıra bağışıklık sistemi ve özellikle kanser hastalıklarının tedavisinde olumlu etkileri bulunmaktadır.
Probiyotikler laktik asit, hidrojen peroksit, diasetil ve bakteriyosin gibi antimikrobiyal ajanlar üreterek patojen mikroorganizmalar üzerinde antimikrobiyal aktivite göstermektedir. Aynı zamanda probiyotikler immunoglobulin-A (IgA) salınımını ve makrofajların fagositik aktiviteleri arttırarak bağışıklık sistemine katkıda bulunabilmektedir. Probiyotiklerin antioksidan etki gösterdiği daha önceki çalışmalarda gösterilmiştir.
Serbest radikallerin vücutta birikimi toksik etki yaratmaktadır. Bu radikallerin vücutta çokça bulunması veya üretilmesi kanser, üriner sistem hastalıkları ve nörodejeneratif hastalıklar başta olmak üzere birçok hastalığa neden olabilmektedir. Hücrelerin bu serbest radikallere karşı savunmasını veya onları uzaklaştırabilmesini sağlayan antioksidan molekülleri bulunmaktadır. Antioksidanlar bu radikallerin ara ürünlerini ortadan kaldırarak veya onları oksitleyerek hücrenin radikallerin toksik etkisinden kurtulmasını sağlar. Probiyotiklerin hücrelere antioksidan molekül katkısında bulunarak veya ürettikleri maddelerle serbest radikallerin hücrelerin içine girmesine engel olarak antioksidan özellik gösterdiği gösterilmiştir.
Son yıllarda geleneksel kanser tedavilerine ek olarak probiyotik kullanımına yönelik araştırmalarda önemli bir artış olmasına rağmen probiyotiklerin antikanser özelliklerine ait mekanizmalar henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Probiyotiklerin antikanser özelliklerine ait süreçlerin, mikrobiyotanın düzenlenmesi, immün hücrelerin aktifleştirilmesi, DNA hasarı ve genotoksisitenin azaltılması, antikanser metabolitlerin üretimi ile ilgili olduğu düşünülmektedir.
Probiyotiklerin etkilerini anlamak üzere yapılan çalışmalarda genellikle spesifik insan hücre hatları ve deney hayvanları kullanılmıştır. İnsan hücre hatlarının ve deney hayvanlarının kullanımının maliyeti fazla olmakla birlikte in vitro çalışmaları daha karmaşık ve zorlayıcıdır. Tek hücreli ökaryotik model organizmalar olan maya gibi mikroorganizmaların yetiştirilmesi çok daha kolay, maliyeti düşük ve genom yapısı iyi bilinmektedir. Özellikle Schizosaccharomyces pombe mayası, hücre bölünmesi ve hücresel süreçlerin moleküler mekanizmaları bakımından memeli hücreleri ile diğer tek hücreli maya türlerine kıyasla çok daha fazla benzerlik taşımaktadır.
Bu çalışma kapsamında DNA hasarı onarımı ile ilgili olan Rad52 proteini için GFP etiketi taşıyan Schizosaccharomyces pombe mayası kullanılarak, probiyotik Lactobacillus fermentum, Lactobacillus acidophilus ve Lactobacillus plantarum bakterilerinden elde edilen süpernatant örneklerinin, hücre bölünmesi, DNA hasarı onarımı ve oksidatif stres üzerine etkisi incelenecektir. Bu çalışmadan elde edilecek sonuçlar sonraki araştırmalar için ön veri oluşturacak olup, kullanılan model organizmanın probiyotik bakteri çalışmalarında uygunluğu değerlendirilecektir.