Arı Ekmeğinin İnsan HMC3 Mikroglia Hücre Hattındaki Sitotoksik Etkileri

Öz

Bu çalışma, Bursa bölgesinden elde edilen arı ekmeği (AE) ekstraktının insan HMC3 mikroglia hücre hattındaki sitotoksik etkilerini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Mikroglialar, merkezi sinir sisteminde immün yanıtların düzenlenmesi ve homeostazın korunmasında kritik rol oynayan hücrelerdir. AE, polifenoller, flavonoidler, vitaminler ve minerallerce zengin bir arı ürünü olup, düşük dozlarda antioksidan ve antienflamatuvar özellikleriyle hücresel koruma sağlayabileceği düşünülmektedir. Deneysel çalışmada, kültüre alınan HMC3 hücreleri farklı AE konsantrasyonları (50, 100, 200, 500, 1000 ve 2000 ppm) ile 24 saat inkübe edilmiştir. Hücre metabolik aktivitesi 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) testi ile, lizozomal membran bütünlüğü ise nötral kırmızısı alım (NKA) testi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler, solvent kontrol (SK) grubuna göre normalize edilmiş ve istatistiksel analizler gerçekleştirilmiştir. MTT testi sonuçlarına göre, AE 50–200 ppm aralığında hücre metabolik aktivitesini hafif artırmış (%114– 118), 500 ve 1000 ppm’de kontrol düzeyine yakın sonuçlar elde edilmiş, 2000 ppm’de ise anlamlı düşüş (%74,2; p<0.01) gözlenmiştir. Benzer şekilde NKA testi de, 50–500 ppm’de hücre canlılığının büyük oranda korunduğunu (%90–97), ancak 1000 ve 2000 ppm’de belirgin azalma (%87; p<0.01) olduğunu göstermiştir. Her iki testte de yüksek dozlarda düşük toksisite bulguları ortaya çıkmıştır. Sonuçlar, AE’nin düşük-orta konsantrasyonlarda mikroglia hücre canlılığını koruyabildiğini veya artırabildiğini, yüksek dozlarda ise sitotoksisite gösterebileceğini ortaya koymuştur. Bu bulgular, AE’nin nöroprotektif potansiyelini desteklemekte; ancak güvenli doz aralığının belirlenmesi ve etki mekanizmalarının anlaşılması için ileri toksikolojik ve mekanistik çalışmalara ihtiyaç olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Arı ekmeği
• sitotoksisite
• MTT
• NKA
• mikroglia

Cytotoxic Effects of Bee Bread on Human HMC3 Microglia Cell Line

Öz

This study aimed to evaluate the cytotoxic effects of bee bread (BB) extract obtained from Bursa region on the human HMC3 microglia cell line. Microglia play a critical role in maintaining central nervous system homeostasis and regulating immune responses. BB is a natural bee product rich in polyphenols, flavonoids, vitamins, and minerals, which may exert antioxidant and anti-inflammatory effects at low concentrations, thereby supporting cellular protection. In this experimental design, cultured HMC3 cells were incubated for 24 hours with BB extract at concentrations of 50, 100, 200, 500, 1000, and 2000 ppm. Cell metabolic activity was assessed using the MTT assay, while lysosomal membrane integrity was evaluated using the neutral red (NR) assay. Data were normalized to the solvent control (SC) group, and statistical analyses were performed. MTT results indicated a mild increase in metabolic activity at 50–200 ppm (114–118% of control), values close to control at 500 and 1000 ppm, and a significant decrease at 2000 ppm (74.2%; p<0.01). NR results showed substantial preservation of cell viability at 50–500 ppm (90–97%), with notable reductions at 1000 and 2000 ppm (87%; p<0.01). Both assays demonstrated signs of toxicity at higher concentrations. Overall, BB preserved or enhanced microglial cell viability at low-to-moderate concentrations, while high concentrations induced significant cytotoxicity. These findings support the neuroprotective potential of BB but emphasize the need for precise concentration optimization and further mechanistic and toxicological studies to ensure safe and effective therapeutic applications in neurological disorders.

Anahtar Kelimeler

• Bee bread
• Cytotoxicity
• MTT
• NRU
• microglia

Kaynakça

1. [1] Ergun H, Taner G, Yigit Cinar A, Yüceer Y. Physicochemical, biochemical and sensory characterization of bee bread from Bursa (Türkiye) region. Uludağ Arıcılık Dergisi. 2024;24(2).
2. [2] Ćirić J, Haneklaus N, Rajić S, Baltić T, Lazić IB, Đorđević V. Chemical composition of bee bread (perga), a functional food: A review. Journal of Trace Elements and Minerals. 2022;2:100038. doi:10.1016/j.jtemin.2022.100038
3. [3] Ovalı MA, Perçin Ş. A disease-based perspective of the relationship between neuroinflammation and impaired glucose metabolism. Ağrı Tıp Fakültesi Dergisi. 2024;2(3):132–136.
4. [4] Gunasegaran B, Krishnamurthy S, Chow SS, Villanueva MD, Guller A, Ahn SB, Heng B. Comparative analysis of HMC3 and C20 microglial cell lines reveals differential myeloid characteristics and responses to immune stimuli. Immunology. 2025;175(1):84–102. doi:10.1111/imm.13851
5. [5] Arias-Sánchez RA, Torner L, Fenton Navarro B. Polyphenols and neurodegenerative diseases: potential effects and mechanisms of neuroprotection. Molecules. 2023;28(14):5415. doi:10.3390/molecules28145415
6. [6] Buranaamnuay K. The MTT assay application to measure the viability of spermatozoa: A variety of the assay protocols. Open Veterinary Journal. 2021;11(2):251–269. doi:10.4314/ovj.v11i2.11
7. [7] Kim T, Pradhan B, Ki JS. Staining to machine learning: An emerging technology for determination 25 of microalgal cell viability. Journal of Applied Phycology. 2024;36(5):2573–2592. doi:10.1007/s10811-024-03270-1
8. [8] Ergün H. Arı ekmeğinin biyokimyasal, duyusal karakterizasyonu ve biyolojik aktivitesinin in vitro belirlenmesi [PhD thesis]. Bursa: Bursa Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Biyoteknoloji Anabilim Dalı; 2024.

9. [9] Halliwell B. Are polyphenols antioxidants or pro-oxidants? What do we learn from cell culture and in vivo studies? Arch Biochem Biophys. 2008;476(2):107–112. doi:10.1016/j.abb.2008.01.028
10. [10] Galati G, O’Brien PJ. Potential toxicity of flavonoids and other dietary phenolics: significance for their chemopreventive and anticancer properties. Free Radic Biol Med. 2004;37(3):287–303. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2004.04.034
11. [11] Abdel-Wahhab MA, Aljawish A, El-Nekeety AA, Abdel-Aiezm SH, Abdel-Kader HA. Therapeutic and protective potency of bee pollen against methyl mercury–induced neurotoxicity in rats. Neurotoxicology. 2016;53:102–113. doi:10.1016/j.neuro.2016.01.007
12. [12] (Uçar M, Tufan AE, Yalçın A, et al. Bee pollen increases hippocampal BDNF and suppresses neuroinflammation in adult rats at 200 mg/kg/day. Biomed Pharmacother. 2022;152:113212. doi:10.1016/j.biopha.2022.113212
13. [13] Ahmed S, Zawawi N, Ghramh HA, Khan KA. Bee pollen as a source of biopharmaceuticals for neurodegeneration and cancer research: A scoping review. Biomedicines. 2022;10(9):2132. doi:10.3390/biomedicines10092132
14. [14] Morais T, Moreira L, Feás X, Estevinho LM. Translational research on bee pollen as a source of nutrients: A scoping review. Nutrients. 2022;14(17):3571. doi:10.3390/nu14173571
15. [15] Li W, Zhang Y, Yang L, Sun L. Cytotoxic effects of bee pollen extract on human breast cancer MCF-7 cells. Mol Biol Rep. 2021;48:2893–901. doi:10.1007/s11033-021-06259-3
16. [16] Zhang Y, Li S, Han Z, Wu X. Evaluation of the antioxidant and antiproliferative activities of fermented bee bread on HepG2 cells. J Trace Elem Miner. 2022;2:100038. doi:10.1016/j.jtemin.2022.100038
17. [17] Lee J, Park H, Kim D. Anticancer activity of bee pollen ethanol extract in A549 human lung cancer cells. Biomed Pharmacother. 2022;152:113212. doi:10.1016/j.biopha.2022.113212
18. [18] Singh R, Ali S, Ahmad W, Alfarraj S, Rauf A, Khan KA. Protective role of bee bread in modulating immune responses in vitro and in vivo. Nutrients. 2023;14(17):3571. doi:10.3390/nu14173571
19. [19] Caner H, Yılmaz R, Demir A. Combination therapy using bee bread extract enhances chemotherapy effects. Mol Biol Rep. 2021;48:1125–33. doi:10.1007/s11033-020-06077-5