Gıda Kökenli Patojen Olmayan ve Patojenik Salmonella enterica Suş larının Antitümörijenik Etkilerinin MEF, DU145 ve HeLa Hücre Kültürlerinde İncelenmesi

Investigation of Antitumorigenic Effects of Food-Borne Non-Pathogenic and Pathogenic Salmonella enterica Strains on MEF, DU145 and HeLa Cell Lines

Özet

Kanser tedavisinde kullanılan temel uygulamalar, tüm kanser hücrelerinin yok edilmesinde başarısız olabilir; sağlıklı hücrelere karşı toksisite gösterebilir ve anti-tümör ilaçlara karşı gelişen direnç metastaza yatkınlığı artırabilir. Bakteriyel terapilerin avantajı, seçici toksisite, dış sinyallere yanıt verebilme ve mikroçevreye duyarlılık sayesinde tümörlerin seçici bir şekilde yok edilmesidir. Kanser tedavisinde sıklıkla araştırılan bakteriler Salmonella türleri ve özellikle de S.Typhimurium'dur. Bu çalışmanın amacı, gıda kökenli patojen olan ve olmayan Salmonella enterica suş larının, çeşitli hücre kültürleri üzerindeki antitümörijenik etkilerinin araştırılmasıdır. Çalışmada, Edirne ilinde satış a sunulan tavuk karkaslarından izole edilen patojen olmayan Salmonella Enteriditis (A17) ve patojenik Salmonella Telaviv (A22) suşları ile standart Salmonella Typhimurium ATCC 14028 suş u kullanılmıştır. ATCC kökenli MEF (fare embriyonik fi broblast), DU145 (insan prostat kanseri) ve HeLa (insan servikal kanseri) hücre kültürleri, Salmonella suşları ile, MOI [Multiplicity of infection; Enfeksiyon çarpanı (bakteri sayısı:hücre sayısı)] 1000:1, 100:1, 10:1, 1:1, 0.1:1 oranlarında kokültüve edilmiş; hücre canlılıkları kolorimetrik MTT sitotoksisite testi ile ölçülmüş; apoptoza giren hücre yüzdeleri "Tali® Apoptosis Kit - Annexin V Alexa Fluor® 488" kiti (Invitrogen, Molecular Probes, Life Technologies, ABD) ile değerlendirilmiş ve kaspaz-3 aktiviteleri, kolorimetrik proteaz ApoTarget(TM)Kit (Invitrogen, BioSource International, ABD) ile belirlenmiştir. Çalışmada, patojen olmayan S.Enteriditis (A17) suşunun hücre canlılığını, hücre kültürleri için ortalama %70 civarına düşürürken, patojenik olan S.Telaviv (A22) ve standart S.Typhimurium ATCC 14028 suşlarının ortalama %80'e kadar düşürebildiği gösterilmiştir. Bu bulgunun aksine, patojenik S.Telaviv (A22) suşunun, patojen olmayan S.Enteriditis (A17) ve S.Typhimurium ATCC 14028 suşlarına göre apoptozu daha etkili bir biçimde tetiklediği saptanmıştır. Patojenik S.Telaviv (A22) suşu tarafından indüklenen apoptoza giren hücre yüzdesi %15 civarında olurken, patojen olmayan S.Enteriditis (A17) ve S.Typhimurium ATCC 14028 suşları için %5 civarında kalmıştır. Benzer şekilde, kaspaz-3 aktivitesini gösteren ortalama OD405 değerleri, patojen olmayan S.Enteriditis (A17) ve S.Typhimurium ATCC 14028 suşları için 0.01 civarında kalırken, patojenik S.Telaviv (A22) suşu için 0.02'ye yaklaşmış ve kontrol grubuna göre iki kat artış göstermiştir. Çalışmamızın sonuçları, gıda kökenli patojenik S.Telaviv (A22) suşunun kaspaz-3 aktivitesini artırdığını ve apoptozu tetiklediğini göstermesi ve ayrıca S.Enteriditis (A17) suşunun DU145 (insan prostat kanseri) hücreleri üzerinde seçici sitotoksisitesi olduğunun belirlenmesi açısından önem taşımaktadır

Abstract

Basic applications in cancer therapy may fail to eradicate cancer cells completely, they can show toxic affects to healthy cells and development of resistance to antitumor agents may increase tendency to metastasis. Bacterial therapies have the advantage of specifi c targetting of tumors by selective toxicity, responsiveness to external signals, self-propelling capacity, and the sense of microenvironment. The most interest on the bacterial cancer therapy is about Salmonella spp. with a special emphasis of S.Typhimurium. The aim of this study was to investigate the antitumorigenic effects of food-borne non-pathogenic and pathogenic Salmonella enterica strains on different cell cultures. Non-pathogenic Salmonella Enteriditis (A17) and pathogenic Salmonella Telaviv (A22) strains isolated from chicken carcasses which were put on the market in Edirne province (located at Thrace region of Turkey), and Salmonella Typhimurium ATCC 14028 strain were used in the study. ATCC-derived MEF (mouse embryonic fi broblasts), DU145 (human prostate cancer cells), and HeLa (human cervical cancer cells) cell lines were cocultivated with Salmonella strains of MOI (Multiplicity of infection; number of bacteria:number of cell) of 1000:1, 100:1, 10:1, 1:1, 0.1:1. The cell viability was measured by colorimetric MTT cytotoxicity assay, the percentage of apoptosis was assessed by Tali® Apoptosis Assay-Annexin V Alexa Fluor® 488 kit (Invitrogen, Molecular Probes, Life Technologies, USA), and the caspase-3 activity was determined by colorimetric protease ApoTarget(TM) kit (Invitrogen, BioSource International, USA). It was shown that non-pathogenic S.Enteriditis (A17) decreased cell viability approximately to 70%, wheras patogenic S.Telaviv (A22) and standart S.Typhimurium ATCC 14028 strains reduced cell viability approximately to 80%. Adversely, it was also observed that pathogenic S.Telaviv (A22) strain induces apoptosis more effectively than nonpathogenic S.Enteriditis (A17) and S.Typhimurium ATCC 14028 strains. Apoptosis percentage induced by pathogenic S.Telaviv (A22) strain was approximately 15% while 5% for both non-pathogenic S.Enteriditis (A17) and S.Typhimurium ATCC 14028 strains. Similarly, average OD405 values of caspase-3 activity was shown as 0.01 for both non-pathogenic S.Enteriditis (A17) and S.Typhimurium ATCC 14028 strains whereas average OD0.02 and it doubled the value for negative control. Our data are important in terms of the indication of food-borne pathogenic S.Telaviv (A22) strain that enhanced caspase-3 activity and induced apoptosis, and S.Enteriditis (A17) strain that showed selective cytotoxicity on DU145 (human prostate cancer cells)