Malarya (sıtma) hastalarında oksidatif stres ve mononükleer lenfosit DNA hasarının araştırılması / Investigation of oxidative stress and mononukleer lymphocytes DNA damage in patients with malaria

Abstract

ÖZET Malarya (Sıtma) Hastalarında Oksidatif Stres ve Mononükleer Lenfosit DNA Hasarının Araştırılması Hakim ÇEL K Biyokimya Yüksek Lisans Tezi Malarya plazmodyum cinsindeki parazitler ile meydana gelen ve anofel cinsi dişi sivrisineklerin ısırmasıyla bulaşan tropikal bir hastalıktır. Dünya Sağlık Örgütünün verilerine göre dünyada yılda 270 milyon kişi sıtma vakası ile karşılaşılmakta bunu 110 milyonu hastalıkla sonuçlanmakta ve %25'i Afrika'lı çocuklar olmak üzere 2 milyon kişi sıtmadan ölmektedir. Ayrıca 100 ülkede toplam 2 milyar insanın sıtma enfeksiyonu riski altında olduğu düşünülmektedir. Enflamasyona yanıt olarak malaryalı hastalarda parazitin öldürülebilmesi için vücut savunma sistemi tarafından reaktif oksijen ve nitrojen türleri (ROS ve RNS) üretilmektedir. Üretilen radikaller bir taraftan paraziti öldürürken bir taraftan da konakçı protein, lipid ve DNA'larında hasara neden olabilmektedir. Bununla birlikte malarya hastalarında DNA hasarı ve kanser ile ilişkisine dair kesin bilgiler bulunmamaktadır. Malaria ile oksidatif sıtres arsındaki ilişkiyi ortaya koyan birçok çalışma bulunmasına rağmen bu güne kadar malaria ile DNA hasarı arasındaki ilişkiyi açıklayan mevcut herhangi bir çalışmaya rastlanılamamıştır. Bu çalışmada malarya enfeksiyonunun DNA hasarı oksidatif durum üzerine etkileri araştırıldı. Bu çalışmaya benzer yaş ve cinsiyet ortalamalarına sahip 30 gönüllü sıtma hastası ve 33 sağlıklı birey dahil edildi. Periferal mononükleer lökosit DNA hasarı Komet Assay (single cell gel electrophorezis) yöntemi ile çalışıldı. Oksidatif sitres seviyelerinin belirlenmesi için plazmada protein karbonil (PC), malondialdehid (MDA), total oksidant seviye (TOS) ve plazma antioksidan seviyelerinin belirlenmesi için de total anatioksidan kapasite (TAK) çalışıldı. Total oksidant seviye / total anatioksidan kapasite şeklinde bölünerek oksidatif sıtres indeksi (OS ) hesaplandı. Hasta grubunda mononükleer lökosit DNA hasarı, MDA, TOS, PC ve OS seviyelerinin kontrol grubundan yüksek olduğu (sırasıyla; ( p= 0.001, p= 0.016, p= 0.001, p= 0.011 ve p= 0.001) TAK seviyeleri ise kontrol grubuna göre düşük olduğu görüldü (p=0.014). Mononükleer lökosit DNA hasarı ile MDA, PO, TOS ve OS seviyeleri arasında pozitif (sırasıyla; p= 0.002, r= 0.394; p= 0.004, r= 0.373; p= 0.001, r= 0.533; p= 0.001, r= 0.551), TAK seviyeleri arasında negatif bir ilişki olduğu görüldü(p= 0.001, r= -0.470). Bu bulgular malarya enfeksiyonunda sıtma parazitine karşı ROS'in arttığını göstermektedir. Ancak bu ROS'i parazitleri öldürmekle kalmayıp enfeksiyona maruz kalmayan hücrelerde hasara neden olabilmektedir. Bu yüzden, DNA hasarını önlemek için bu hastaların acilen tedavi edilmeleri gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: Malarya, DNA hasarı, Protein oksidasyonu, Total oksidant seviye, Total antioksidan kapasite, Malondialdehid ve Oksidatif stres index ABSTRACT Investigation of Oxidative Stress and Mononukleer Lymphocytes DNA Damage in Patients with Malaria Hakim ÇEL K Biochemistry Master Tezz Malaria is a common and serious tropical disease. It is a parasitic infection transmitted to humans through the bites of infected female mosquitoes. The WHO estimates that 270 million new malaria infections occur worldwide along with 110 million cases of illness and 2 million deaths where 25% of childhood deaths in Africa are attributed to malaria. Malaria transmission occurs in an estimated 100 countries where 2 billion people are at risk of malaria infection. Reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS) produced during an inflammatory response are an important part of host-defense strategies of organisms to kill the parasite. These intermediates not only cause killing of the parasite but also protein, lipid, and DNA of the host. However, it is not well known whether these intermediates cause DNA damage in malaria patients and could result in oncogene activation and eventually lead to cancer. Although there are a lot of study to investigate the relarionship between oxidative stress and malaria, there is no available report about the relationship between malaraia and DNA damage until now. In this study, we investigated the effect of malaria infection on basal levels of DNA strand breaks and on the oxidative/anti-oxidative status of patients with malaria, and compared the data with those of healthy subjects. Thirty malaria patients and 33 age- and sex-matched control subjects were enrolled in the study. We used the single-cell gel electrophoresis (also called comet assay) to measure DNA strand breaks in peripheral blood mononuclear leukocytes. Plasma protein carbonyl (PC), malondialdehyde (MDA) and total oksidant status (TOS) concentrations were measured to determine oxidative status and total anti-oxidative capacity (TAC) in plasma was measured to determine anti-oxidative status. The per cent ratio of TAC to total peroxide level was accepted as the oxidative stress index (OSI). The mean values of mononuclear leukocyte DNA damage and MDA ,TOS, PC concentrations and OSI were significantly higher in malaria patients than in the control group ( p= 0.001, p= 0.016, p= 0.001, p= 0.011 ve p= 0.001; respectively) and TAC levels of the malaria patients were significantly lower than in the control group (p= 0.014). There were significantly positive correlation between DNA damage and MDA, PC, TOS and OSI (p= 0.002, r= 0.394; p= 0.004, r= 0.373; p= 0.001, r= 0.533; p= 0.001, r= 0.551, respectively), and a negative correlation between TAC and DNA damage (p= 0.001, r= -0.470) in the patient group.These findings support the notion that ROS produced by the organism as a defense strategy may amplify the antimalarial activity in patients with malaria. However, these intermediates not only cause the killing of the parasite but also induce oxidative damage in non-infected cells. Therefore, these patients must be treated urgently to counteract the oxidative DNA damage. Key words: Malaria, DNA damage, Protein carbonyl, Malondialdehyde, Total oksidant status, Total anti-oxidative capacity and Oxidative stress index.