Evaluation of Cytotoxic Effects of Ceftriaxone Active Ingredient Drug on Human Pancreatic Cell by MTT Test

Year 2023, Volume: 6 Issue: 4, 356 - 362, 15.10.2023

Asena Kurt , Zinet Çöl , Ömer Ertürk

https://doi.org/10.34248/bsengineering.1263288

Abstract

Antibiotics, which have an important place in the medical world, are a group of drugs that are frequently used in the treatment of infectious diseases caused by bacteria. Besides the beneficial effects, they are not without side effects. Side effects that are not always clinically detectable can be detected at the cellular level. Damages at the cellular level can lead to new disorders. Ceftriaxone is an antibiotic belonging to the third generation cephalosporins group. It is preferred in the treatment of infections caused by gram negative bacteria. In this study, the cytotoxicity of the antibiotic ceftriaxone in human pancreatic cell (hTERT-HPNE) was investigated. hTERT-HPNE cells were exposed to drug containing the active ingredient ceftriaxone. The concentration of the experimental group was prepared in the range of 0.097 mM, 0.195 mM, 0.390 mM, 0.781 mM, 1.562 mM, 3.125 mM, 6.25 mM, 12.5 mM and left for exposure time of 24.48 and 72 hours. Dose-related decreases in cell viability were seen in the MTT test results. The initial reduction in cell viability was observed at a concentration of 0.781 mM after 24 hours of exposure and at a concentration of 0.195 mM at 48 hours of exposure. Cell viability decreased at all applied concentrations during 72 hours of exposure. Changes in the morphology of the cells and cells that lost their vitality were observed after exposure to the antibiotic with ceftriaxone active ingredient. As a result, decreases in cell viability depending on the dose of ceftriaxone were statistically significant when compared to the negative control (P<0.05). As a result of the experiment, it was determined that ceftriaxone caused cytotoxicity on hTERT-HPNE. Our study supports the hypothesis that antibiotics with ceftriaxone active ingredient may have cytotoxic effects on human pancreatic cells and draws attention to the side effects of antibiotics at the cellular level.

Keywords

Ceftriaxone, Cytotoxicity, hTERT-HPNE, Pancreatic cell

Seftriakson Etken Maddeli İlacın İnsan Pankreas Hücresi Üzerinde Sitotoksik Etkilerinin MTT Testi İle Değerlendirilmesi

Abstract

Tıp dünyasında önemli yere sahip olan antibiyotikler bakterilerin sebep olduğu enfeksiyon hastalıkların tedavisinde sıklıkla kullanılan bir grup ilaçtır. Yararlı etkilerin yanı sıra yan etkisiz değillerdir. Her zaman klinikte saptanamayan yan etkilere hücresel düzeyde saptanabilir. Hücresel düzeydeki hasarlar yeni bozukluklara yol açabilir. Seftriakson, üçüncü kuşak sefalosporinler grubuna ait antibiyotiktir. Gram negatif bakterilerin neden olduğu enfeksiyonların tedavisinde tercih edilir. Bu çalışmada, seftriakson antibiyotiğinin insan pankreas hücresinde (hTERT-HPNE) sitotoksisitesi araştırıldı. hTERT-HPNE hücreleri, seftriakson etken maddesi içeren ilaca maruz bırakıldı. Deney grubu konsantrasyonu, 0,097 mM, 0,195 mM, 0,390 mM, 0,781 mM, 1,562 mM, 3,125 mM, 6,25 mM, 12,5 mM aralığında hazırlanarak 24,48 ve 72 saatlik maruziyet süresine bırakılmıştır. MTT testi sonuçlarında doza bağlı hücre canlılığında düşüşler görülmüştür. Hücre canlılığında ilk azalma, 24 saatlik maruziyetten sonra 0,781 mM'lik bir konsantrasyonda ve 48 saatlik maruziyette 0,195 mM'lik konsantrasyonda gözlendi. 72 saatlik maruziyet süresinde ise uygulanan tüm konsantrasyonlarda hücre canlılığı azaldı. Seftriakson etken maddeli antibiyotiğin maruziyeti sonrasında hücrelerin morfolojilerinde değişim ve canlılığını kaybetmiş hücreler gözlemlenmiştir. Sonuç olarak seftriaksonun dozuna bağlı olarak hücre canlılığındaki azalmalar negatif kontrole kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (P<0,05). Deney sonucunda seftriaksonun hTERT-HPNE üzerinde sitotoksisiteye neden olduğu belirlenmiştir. Çalışmamız seftriakson etken maddeli antibiyotiğin insan pankreas hücreleri üzerinde sitotoksik etkileri olabileceği hipotezini desteklemekte ve antibiyotiklerin hücresel düzeyde yan etkilerine dikkat çekmektedir.

Keywords

Seftriakson, Sitotoksisite, hTERT-HPNE, Pankreas hücresi

References

• Cao H, Högger P, Prieto M, Simal‐Gandara J, Xiao J. 2022. Stability of quercetin in DMEM and cell culture with A549 cells. EFood 3:e13. https://doi.org/10.1002/efd2.13.
• Çoşkun D. 2017. N-asetil-L-Sisteinin ekstramukolitik etkileri. Dicle Üniv Vet Fak Derg, 10(2): 154–162.
• Erdemir F, Akman A, Uysal G, Polater E, Çirlak A. 2011. Yeni-Yeniden tanımlanan enfeksiyonlar ve enfeksiyon kontrolü. Ege Üniv Hemşirelik Yüksek Okulu Derg, 27(1): 47–60.
• Galluzzi L, Aaronson S, Abrams J, Alnemri E. 2009. Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring cell death in higher eukaryotes. Cell Death Different, 16: 1093–1107.
• Gökçe T. 2017. Birinci basamağı sağlık hapsetmesi hastalarının antibiyotik kullanımındaki davranış ve bilgi düzeylerinin araştırılması. Uzmanlık Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Denizli, Türkiye, ss: 106.
• Güngör A, Çuhaci Çakir B, Yalçin H, Çakir H. T, Karauzun A. 2018. Evaluation of parents’ attitudes and behaviors related to the use of antibiotics in children. Turkish J Pediatric Disease, 12(3): 215 – 217.
• Kahraman E, Gurhan I, Korkmaz M. 2013. Investigation of possible genotoxic and cytotoxic effects of differential boron compounds in CCL 62 (hela contaminant): human amniotic ephitelial cell line. Medicine Sci, Inter Med J, 2(1): 454. https://doi.org/10.5455/medscience.2012.01.8046
• Karabulut H, Gülay MŞ. 2016. Serbest radikaller. MAKÜ Sağ Bil Enst Derg, 4(1): 50-59.
• Kocasarı Ş, Erdemli Köse SB, Garlı S. 2021. Hayvanlarda ilaç ve toksik maddelere bağlı olarak oluşan oksidatif stresin sindirim ve solunum sistemi toksisitesindeki rolü. Şahindokuyucu Kocasarı F editör. İlaç ve Toksik Maddelere Bağlı Olarak Oluşan Oksidatif Stres ve Antioksidanlar. Türkiye Klinikleri, 1. Baskı, Ankara, Türkiye, pp: 85-99.
• Kohanski M, Dwyer D,Hayete B, Lawrence C, Collins J. 2007. A common mechanism of cellular death induced by bactericidal antibiotics. Cell, 130(5): 797–810.
• Köksal İ. 2013. Enfeksiyon hastalıkları. Nobel kitapevi, İstanbul, Türkiye, ss: 75-78.
• Küçükbüğrü N. 2020. Gıdalarda antibiyotik kalıntıları ve halk sağlığına etkileri. Vet Farmak Toksikol Derneği Bülten, 11 (3): 161-167.
• Luzak B, Siarkiewicz P, Boncler M. 2022. An evaluation of a new high-sensitivity PrestoBlue assay for measuring cell viability and drug cytotoxicity using EA.hy926 endothelial cells. Toxicology in Vitro, 83: 105407.
• Nalcı A. 2016. Seftriaksonun eksitatör aminoasit taşıyıcı 1 (eaat1): eaat2 eaat3 blokerleriyle birlikte kullanımının sıçan glioblastoma multiforme hücre hattı üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Trakya Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı, Edirne, Türkiye, ss: 69.
• Niles A, Moravec R, Hesselberth E, Scurria M, Daily W, Riss T. 2007. A homogeneous assay to measure live and dead cells in the same sample by detecting different protease markers. Analytical Biochem, 366(2): 197–206.
• Okutan D. 2017. Antibiyotik g 418’in Toxoplasma Gondii üzerine etkisinin in vitro olarak araştırılması. Yüksek lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı, Kırıkkale, Türkiye, ss: 58.
• Öztopcu-Vatan P, İnan E. 2018. Determination of growth inhibitory and apoptotic effects of protocatechuic acid on prostate carcinoma cells. Biological Diver Conservat, 11(1): 80-86.
• Rathbone C, Cross J, Brown K, Murray C, Wenke J. 2011. Effect of various concentrations of antibiotics on osteogenic cell viability and activity. J Orthopaedic Res, 29(7): 1070–1074.
• Richards D, Heel R, Brogden R, Speight T, Avery G. 1984. Ceftriaxone a review of its antibacterial activity pharmacological properties and therapeutic use. Drug Evaluation, 27: 469–527.
• Savcı A. 2016. Gentamisin sülfat amoksisilin ve sefazolin sodyum antibiyotiklerinin fare kalp dokusunda antioksidan enzim aktiviteleri protein ve gen ekspresyon düzeyleri üzerine etkilerinin incelenmesi. Doktora Tezi, Kimya Anabilim Dalı, Biyokimya Bilim Dalı, Bingöl Üniversitesi, Bingöl, Türkiye, ss: 100.
• Siengdee P, Pradit W, Euppayo T, Chomdej S, Nganvongpanit K. 2017. Comparison of the effects of cefazolin and ceftriaxone on canine chondrocyte culture. Vet Pharnacol Therapeut, 40(6): 604–617. strategies. Washington DC:The National Academies Press 2010.
• Şahin Y. 2020. Sığırlarda tulatromisin ve gamitromisinin trakea düz kasının kasılması ile trakea epitel hücreleri üzerine apoptotik nekrotik ve sitotoksik etkilerinin araştırılması. Doktora tezi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale, Türkiye, ss: 83.
• Topal M, Uslu Şenel G, Arslan Topal E, Öbek E. 2015. Antibiyotikler ve kullanım alanları. Erciyes Üniv Fen Bilimleri Enstit Derg, 31(3): 121–127.
• Yao Y, Zhou R, Wang Y. 2012. Fatal adverse effects of injected ceftriaxone sodium in China. Pharmacoepidemiology Drug Safety, 21(11): 1197–1201.
• Yıldız İ, Varkal M, Ünüvar E. 2014. Günümüzde sefalosporinler ve antibiyotik direnci. Çocuk Derg, 14(1): 22–27.
• Yifan Z, Benxiang N, Zheng X, Luwei X, Liuhua Z, Yuzheng G, Ruipeng J. 2020. Ceftriaxone calcium crystals induce acute kidney injury by nlrp3-mediated inflammation and oxidative stress injury. Oxidative Med Cellular Longev, 2020: 6428498.