Dizel egzoz partikülleri ve insan yapımı nanopartiküllerin bronş epitel hücrelerinde Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığı (KOAH) ile ilişkili genlerin DNA metilasyonu üzerine etkileri

Dizel egzoz partikülleri (DEP) ve insan yapımı nanopartiküller (NP) gibi solunum yolu ile alınan partiküller akciğer sağlığı için önemli risk oluşturur. Çalışmalar DEP ve NP'lerin oksidatif stres, hücresel toksisite ve inflamasyonu indükleyerek havayolu hastalıklarının oluşumuna sebep olduklarını düşündürmektedir. Bu partiküllerin birçok hücresel sistemde DNA metilasyonuna sebep oldukları da gösterilmiştir. Ancak bu partiküllerin kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) ile ilişkilendirilen genler üzerine olan etkisi bilinmemektedir. Bu çalışmada, DEP ve NP'lerin KOAH ile ilişkili genlerin mRNA ekspresyonu ve DNA metilasyonu üzerine olan etkilerini araştırmayı amaçladık. BEAS-2B hücreleri 0-100 µg/mL konsantrasyonlarında DEP, Titanyum Dioksit (TiO2) ve Çok Duvarlı Karbon Nanotüpler (ÇDKNT) ile 6, 24 ve 48 saat boyunca inkübe edilmiş ve MTT testi ile hücrelerin canlılığı değerlendirilmiştir. KOAH ile ilişkili genlerin (GCLC, CYP1B1, MUC5B, MUC5AC, FAM13A, SERPINA1) mRNA ekspresyonları kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PCR) ile analiz edilmiştir. Ekspresyonu değişen genlerin DNA metilasyon durumlarını anlayabilmek için CpG hedefli pirosekanslama metodu uygulanmıştır. Partiküllerin, 100 µg/mL DEP ile 48 saatlik inkübasyonu haricinde, %50'den fazla hücre ölümüne yol açmadığı görüldü. DEP ve NP'ler, oksidatif stres mekanizmalarında yer alan iki gen, GCLC ve CYP1B1'nin mRNA ekspresyonunu değiştirmiştir. Bu genlerin promotör bölgelerinde anlamlı bir metilasyon değişimi görülmemişken, exon 1 ve intron 1'de yer alan CpG bölgelerinde anlamlı metilasyon değişimleri gözlenmiştir. 50 µg/mL DEP'in 24 saat boyunca inkübasyonu GCLC geninin DNA metilasyonunu arttırmasına rağmen, ÇDKNT maruziyeti, inkübasyon süresi arttıkça DNA metilasyonunun azalmasına sebep olmuştur. TiO2 GCLC geni üzerinde anlamlı bir DNA metilasyon değişimine sebep olmamıştır. 100 µg/mL MWCNT ile 6 ve 48 saatlik inkübasyon sonucunda CYP1B1 geninde DNA metilasyonu artarken, DEP ve TiO2 CYP1B1 geninde anlamlı bir DNA metilasyon değişimine sebep olmamıştır. Bulgularımız, DEP ve insan yapımı NP'lerin GCLC ve CYP1B1 genlerinin mRNA ekspresyonları ve DNA metilasyonlarının değişimlerine yol açarak KOAH patogenezinde rol oynayabileceklerini düşündürmektedir. Anahtar kelimeler: Bronş Epitel Hücreleri, Dizel Egzoz Partiküller, İnsan Yapımı Nanopartiküller, DNA Metilasyonu, KOAH.