Fisetin ve mirisetin flavonoidlerinin Caernorhabditis elegans'ta yaşam uzunluğu ve stres direncine etkilerinin araştırılması

Abstract

Organizmalar yaşlanırken hücrelerin fonksiyonları azalır ve yaşlanma işaretleri biriktirir. Yaşlanma hemen hemen bütün organizmalarda zamanla oluşan hücre ve doku fonksiyonlarındaki azalmadır, bu süreç içerisinde strese cevap verme yeteneğinde azalma da gözlenir. Yaşlanma biyolojide senesenstir, biyolojik nedenleri hücrelerde DNA hasarı, telomer kısalması, epigenetik faktörler, proteostatik fonksiyon bozukluğu, besin sinyali bozukluğu, kök hücrelerde azalma, vücutta kronik inflamasyon olarak tanımlanmıştır. Hedefli şekilde endojen ve istenilmeyen yan ürün olarak üretilen, ya da dışarıdan maruz kalınan serbest reaktif oksijen ya da nitrojen türlerinin çeşitli tipleri gibi bazı potansiyel tehlikeli moleküller yaşlanma ve hastalığın bilinen sebepleridir. Bu moleküller hem antioksidan enzimler hem de vücutta üretilen küçük moleküller ve dışarıdan alınan vitaminler ve polifenolik bileşikler tarafından nötralize edilmeye çalışılır. Yine de hücrelerde/vücutta oksidatif stres artar, antioksidan kapasite azalır ya da her ikisi birlikte oksidatif stresi arttırır. Vücudun kendi antioksidanlarına ek olarak, dışarıdan alınan vitaminler ya da polifenolik bileşikler yaşlanma ve yaşlanmayla ilişkili hastalıkları önleyen oksidatif stresteki artışı azaltır. Fenolik bileşiklerin flavonoidler grubunda yer alan mirisetin ve fisetin antioksidan etkilere sahip bileşiklerdir. Yaşlanmanın etkilerini azaltan mirisetin ve fisetin gibi doğal antioksidanlar bu alandaki araştırmalarda dikkat çekmektedir. Caenorhabditis elgans en çok tercih edilen in vivo model organizmadır. Çünkü genleri insan genleri aşağı yukarı %44 homoloji gösterir. Yaşam döngüsü kısadır, insanlara benzer yaşlanma işaretleri gösterir ve hızlı deneysel sonuçlar elde edilebilir. Bu çalışmanın amacı fisetin ve mirisetinin (polifenollerin flavonoid grubundaki doğal antioksidan etkileri bulunan iki ayrı bileşik), C. elegans in vivo model organizmasında ayrı ayrı ve/veya kombinasyon halinde uygulamak, yaşam beklentisi, sıcaklık stresine cevap, oksidatif strese cevap ve organizmadaki reaktif oksijen türleri seviyesini etkileyip etkilemediğini belirlemektir. Bu kapsamda beş farklı grup oluşturuldu: kontrol grubu, %1 DMSO kontrol grubu ve 100 μM fisetin, 100 μM mirisetin ve 100 μM mirisetin + 100 μM fisetin içeren deney grupları. Her çalışma her deney grubunda üç set halinde çalışıldı. Normal sıcaklık yaşam uzunluğu deneyi C. elegans'ları 20 ºC'de tutarak yapıldı. Sıcaklık stresine cevap deneyinde nematodlar 37 ºC'lik sıcaklığa maruz bırakıldı ve stres indüksiyonu uygulandı. Oksidatif strese cevap deneyinde oksidatif stres oksidan madde paraquat ile indüklendi. Vücuttaki toplam reaktif oksijen türleri seviyesinin belirlenmesi deneyinde foleresans boya kullanıldı. Reaktif oksijen türlerinin zamana karşı artışı flavonoid uygulamasından 24 saat sonra 37 ºC'de ölçüldü. 20 ºC'de gerçekleştirilen yaşam uzunluğu deneyinde yalnızca mirisetin nematodların yaşam uzunluğunu arttırdı. Oksidatif strese tolerans deneyine göre mirisetin + fisetin kombinasyonunun nematodların oksidatif strese toleransını ve yaşam uzunluğunu arttırdığı gözlendi. 37 ºC'de yapılan sıcaklık stresine tolerans deneyinde fisetin ve mirisetin + fisetin gruplarında nematodların ömür uzunluğu arttığı ve mirisetin grubunda ise yaşam uzunluğunun azaldığı bulundu. ROT seviyesi ölçümüne göre bileşiklerin tek başına (mirisetin ve fisetin) uygulanması ya da birlikte (mirisetin + fisetin) uygulanmasının nematodların ROT seviyesini azaltmadığı bulundu. Mirisetin ve fisetin bileşiklerinin antioksidan özelliklere sahip olduğu bilinmesine rağmen, bu iki flavonoidin birlikte uygulanmasının ve/veya birlikte kullanılmasının antioksidan özelliklerini arttırarak ve/veya yaşlanma süreci ve işaretlerini geciktirme yeteneğine sahiptir. Bu bağlamda mirisetin + fisetin kombinasyonunun mirisetin ve fisetinin ayrı ayrı kullanımından daha çok yaşlanma etkilerini azaltmada daha etkili olduğunu göstermektedir. Bu çalışma beslenmedeki antioksidanların önemini bir kez daha açığa çıkarmıştır. Açıktır ki antoksidanlar sağlıklı yaşam uzunluğunu destekler. Yine de bir antiaging ajan ve insan sağlığı için tedavi edici olarak kullanabilmek için daha yüksek dozlara ihtiyaç duyulabilir. Bu anlamda yaşlanma ve yaşlılıkla ilişkili problemleri azaltmak üzere bu antioksidanları içeren besin destekleri ya da ilaçlar geliştirmek mümkündür.