Vinclozolinin Deniz Kestanesi Paracentrotus lividus Sperminde Genotoksik Potansiyelinin ve Fertilizasyon Başarısına Etkilerinin İncelenmesi

TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2026 - 2027

Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
Destek Programı: 1002 - Hızlı Destek Programı
Başlama Tarihi: Haziran 2026
Bitiş Tarihi: Haziran 2027

Proje Özeti

Günümüzde tarımsal verimliliği ve etkinliği artırmak için çeşitli türlerde ve büyük miktarlarda kimyasal pestisitler uygulanmaktadır, ancak bu kimyasalların uygulanması aynı zamanda birçok ciddi soruna da yol açmaktadır (Kang vd., 2022). Pestisitler artık dünya üzerindeki tüm habitatlarda bulunmakta ve hem kara hem de deniz hayvanlarında sürekli tespit edilmektedir. Avrupa Çevre Ajansı’na (EEA) göre pestisit kirliliğinin Avrupa’da biyolojik çeşitliliğin azalmasına neden olduğu; ayrıca 2020 yılında, Avrupa'daki nehir ve göllerdeki tüm izleme noktalarının %22'sinde endişe verici eşik değerlerin üzerinde bir veya daha fazla pestisitin tespit edildiği bildirilmektedir (EEA, 2023). Pestisitlerin çevreye etkileri; hedef dışı canlılar üzerindeki toksisiteleri, çevredeki kalıcılıkları ve dolayısıyla uzun vadeli etkileri ile ilişkilidir. Maruz kalınan pestisitler, yaşamı tehdit eden hastalıkların yanı sıra üreme bozuklukları gibi birçok soruna neden olabilir (Kalyabina vd., 2021; Sabarvala vd., 2018). Bu nedenle pestisitlerin kullanımı sucul hayvanların da dahil olduğu çeşitli hayvan popülasyonlarının azalmasına neden olan faktörler arasında yer almaktadır (EEA, 2023). Pestisitler ayrıca endokrin bozucu kimyasal (EDC) maddeler içinde en önemli grubu oluşturmaktadır (Minif vd., 2011). EDC'ler, reseptör aktivasyonu veya antagonizması, gen ve protein ifadesinde değişiklikler, sinyal iletiminin modifikasyonu ve/veya hormon üreten hücrelerde epigenetik modifikasyonlar da dahil olmak üzere çeşitli mekanizmalarla hormonların etkilerine müdahale eden maddelerdir (Esposito vd., 2024). Bu çalışmaya araştırma konusu olan vinclozolin (VNZ) meyve, sebze ve süs bitkilerinde hastalıkların kontrolünde, golf sahalarındaki çimlerde Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum ve Monilinia türlerinin neden olduğu mantar hastalıklarının kontrolünde yaygın olarak kullanılan bir dikarboksimid fungisittir (Aquilino vd., 2018; Esposito vd., 2024). VNZ, Avrupa Kimyasal Ajansı tarafından su canlıları için toksik ve uzun süreli etkilere sahip olarak sınıflandırılmıştır, Türkiye’de kullanımı yasak maddeler arasında yer alan VNZ; 2007 yılında Avrupa'da da resmen yasaklanmış olmasına rağmen diğer ülkelerde hala yaygın olarak devam etmektedir (Aquilino vd., 2016). VNZ EDC etkili olup, sadece bağışıklık sistemine değil, aynı zamanda hormonların biyosentezine, metabolizmasına ve etkisine de müdahale eder (Peritore vd., 2023). VNZ'ye atfedilen etkiler arasında;

• androjen reseptörüne (AR) rekabetçi bir şekilde bağlanması,

• böylece doğal androjenlerin bağlanmasını antagonize etmesi,

• androjene bağımlı gen ekspresyonunu ve dolayısıyla bu hormonlara duyarlı dokuların işlevini bozması bulunmaktadır (Aquilino vd., 2016, 2018).

VNZ’nin sucul ekosistemde deniz kestanesi dışındaki bazı canlılar üzerindeki DNA hasarı yaratma potansiyeli ve üreme başarısına etkileriyle ilgili bazı çalışmalar literatürde mevcuttur. Örneğin Martinoviç vd. (2009) VNZ’nin balıklarda üreme başarısını düşürdüğünü bildirmiştir. Benzer şekilde Hatef vd. (2012) VNZ’nin japon balığı (Carassius auratus) sperm kalitesinde bozulmaya ve sperm morfolojisinde anormalliklere yol açan etkilerini tespit etmiştir. Gazo vd. (2013) ise çuka balığı (Acipenser ruthenus ) spermatozoasının VNZ gibi anti-androjenik bileşiklerin düşük konsantrasyonlarının varlığına karşı oldukça duyarlı olduğunu göstermiştir. Aynı çalışmada VNZ'nin balık spermatozoasında sperm kalitesini, DNA bütünlüğünü, ATP içeriğini ve antioksidan savunma sistemini bozabilecek reaktif oksijen türleri stresini indükleyebileceği rapor edilmiştir. Bir başka çalışma, VNZ maruziyetinin su kaplumbağasının (Pelodiscus sinensis) büyüme oranını ve bağırsak mikrobiyal topluluk kompozisyonunu önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir (Kang vd., 2022). VNZ’nin etkilerine dair son kanıtlar, aşırı reaktif oksijen türlerinin üretimi ve mitokondriyal disfonksiyona özellikle dikkat çekerek, farklı organlarda VNZ maruziyetinin zararlı etkilerini tanımlamıştır (Interdonato vd., 2024). Ancak VNZ’nin deniz kestanesi üzerinde DNA hasarı yaratma potansiyeli ve fertilizasyon başarısına etkileri ile ilgili yayımlanmış bir veriye açık kaynaklarada rastlanmamıştır.

Model organizmalar, test edilmesi gereken yeni biyolojik hipotezlerin test edilmesinde kullanılır. Bu nedenle, model organizmalar modern biyolojide önemli bir aracı temsil ederler ayrıca, toksik maruziyetlerin mekanizmalarını ve sonuçlarını anlamak için çok değerli araçlardır. Memeli modellerine bilimsel olarak sağlam alternatifler sunan model organizmalar, araştırmacıların insan sağlığıyla ilgili biyolojik süreçleri inceleyebilmelerini ve zararlı maddelere doğrudan maruz kalmaktan kaçınabilmelerini sağlarlar (Adonin vd., 2021; Aschner vd., 2025). Model organizmalar arasında yer alan deniz kestaneleri (Echinodermata: Echinoidea), deniz ekosistemlerinde yaygın bulunan bentik omurgasızlardır ve dış döllenme yapmaları nedeniyle çevresel kirleticilere karşı hassas bir üreme sistemi modeli sunarlar. Bu nedenle üreme süreçlerine ait toksikolojik çalışmalar için değerli model organizmalardır (Özdemir vd., 2018; Gambardella vd., 2023). Deniz kestaneleri insan sağlığı ve hastalıklarında rol oynayan hücresel ve moleküler mekanizmaları aydınlatmak için de bir model olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada Paracentrotus lividus türü deniz kestanesi model organizma olarak kullanılacaktır. Ülkemizde özellikle Akdeniz kıyılarında yayılım gösteren P. lividus örneklerine tüm denizlerimizde rastlanmaktadır. Deniz kestaneleri, özellikle P. lividus, beğenilen tadı ve afrodizyak özelliği nedeniyle besin olarak kullanılmaktadır. Besin olarak tüketilen kısımları olgun gonadlarıdır. Besin değeri oldukça yüksek olan bu gonadlar taze ya da dondurulmuş olarak pazara sunulmaktadır (Özdemir vd., 2018). Bu nedenle P. lividus son yıllarda yoğun ihracat talebiyle avcılık baskısı altındadır. Sucul ekosistemde türlerin devamlılığını belirleyen önemli faktörlerden biri avcılık baskısıysa bir diğeri üreme başarısıdır. Üreme başarısında sperm kalitesi önemlidir ve bu kalitenin bozulması, birden fazla hücresel hedef (lipidler, proteinler, DNA) üzerindeki etkilerden kaynaklanabilir (Au vd., 2001; Pruski vd., 2009; Aslan, 2022).

Literatürde VNZ’nin sucul ekosistemde özellikle balıklarda üreme başarısını olumsuz etkilediği raporlanmıştır; ancak deniz kestanesi (P. lividus) spermi üzerindeki DNA hasarı ve fertilizasyon başarısına etkileri hiç incelenmemiştir. Bu boşluk, özellikle Akdeniz ekosisteminde ve Türkiye kıyılarında yaygın olarak bulunan ekonomik değere sahip bu tür için kritik bir bilgi açığını temsil etmektedir. Bu çalışmada VNZ’nin in vitro koşullarda P. lividus sperminde Comet (alkali tek hücre jel elektrofozer) yöntemi ile DNA hasarı yaratma potansiyeli, VNZ ile muamele edilmiş spermin dölleme kabiliyetinin ölçülmesi (fertilizasyon yüzdesi), DNA hasarı ile fertilizasyon yüzdesi arasındaki korelasyonun/ilişkinin ortaya konması ve VNZ ile muamele edilmiş spermler tarafından döllenmiş yumurtadan gelişen embriyo kalitesinin ölçülmesi bakımından özgün veriler elde edilecek ve literatürdeki eksikliklerin giderilmesine katkı sağlanacaktır.