Moleküler Toksikoloji ve “Omik” Teknolojileri

Toksikoloji, bir organizmada kimyasal, fiziksel, veya biyolojik ajanlara maruziyetin sebep olduğu fenotipik değişiklikler üzerine odaklanmıştır. Moleküler toksikoloji terimi ise çeşitli malzemelerin, ilaçların, kimyasal maddelerin, toksinlerin vs fonksiyonel mekanizmalarının anlaşılması için moleküler ve hücresel biyolojinin, hücresel ve biyokimyasal seviyelerde kullanılmasına karşılık gelmektedir. 1980’lerde moleküler biyoloji araçlarının geliştirilmesine paralel olarak, toksikoloji dahil olmak üzere biyolojik bilimlerde bir dönüşüm başlamıştır. Aynı zamanlarda yayınlanan, “Toksikoloji molekülere kaymaktadır” başlıklı bir makale, toksikolojinin çağa adapte olduğunu göstermektedir. Bu gelişmelerin ardından toksikologlar zehirli bir maddenin DNA’nın yapısı, fonksiyonu ve (hedef) gen ekspresyonu üzerindeki etkilerini araştırabilir, toksik cevabı düzenleyen genleri klonlayabilir ve “omik” teknolojilerden (genomik, proteomik, metabolomik, interaktomik), epigenetikten, sistem biyolojisinden, hesaplamalı bilimlerden ve in vitro biyolojiden elde edilen bilgileri harmanlayabilir hale gelmiştir. Günümüzde kullanılmakta olan 100.000'e yakın kimyasal madde mevcuttur ve bunların sadece küçük bir kısmının toksikolojik değerlendirmesi yapılmıştır. Dolayısıyla, bilim adamları bu maddeleri taramak ve etki tespit etmek için alternatif yaklaşımlara ihtiyaç duymaktadırlar. Sonuç olarak toksikoloji, kendisini hızla daha bütünsel bir bilimsel disipline dönüştürmektedir. Bu çalışmanın amacı ise teknolojik gelişmeler ışığında toksikolojik çalışmalara genel bir bakış sunmaktır.

Anahtar Kelimeler:

Toksikoloji, Moleküler toksikoloji, Toksikogenomik

PDF

___

1. Ancizar-Aristizábal, F., et al., Approaches and Perspectives to Toxicogenetics and Toxicogenomics. Revista de la Facultad de Medicina, 62, 4, 605-615,2014
2. Wang, Y., et al., Techniques for Investigating Molecular Toxicology of Nanomaterials. Journal of Biomedical Nanotechnology, 12, 6, 1115-1135,2016
3. Choudhuri, S., et al., From Classical Toxicology to Tox21: Some Critical Conceptual and Technological Advances in the Molecular Understanding of the Toxic Response Beginning from the Last Quarter of the 20th Century. Toxicological Sciences, 161, 1, 5-22,2018
4. Vural, N., “Toksikoloji”, Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayınları, Ankara, 115-129, 2005
5. Özdemir, F., Z. Kayaaltı, and D. Kaya-Akyüzlü, Ksenobiyotiklerin DNA Üzerindeki Toksik Etkileri Ve Toksikogenetik. 2015,Parkinson, A. and B.W. Ogilvie, Biotransformation of Xenobiotics. 2001, McGraw-Hill New York.
6. Council, N.R., Applications of Toxicogenomic Technologies to Predictive Toxicology and Risk Assessment. 2007: National Academies Press.
7. Marshall, E., Toxicology Goes Molecular. Science, 259, 5100, 1394-1398,1993
8. Bouvier d'Yvoire, M., et al., Ecvam and New Technologies for Toxicity Testing. Advances in experimental medicine and biology, 745, 154-180,2012
9. Dave, S.R., et al., Luminescent Quantum Dots for Molecular Toxicology, in New Technologies for Toxicity Testing. 2012, Springer. p. 117-137.
10. Wakefield, J., Toxicogenomics: Roadblocks and New Directions. Environmental Health Perspectives, 111, 6, A334-A334,2003
11. Mattingly, C.J., et al., The Comparative Toxicogenomics Database (Ctd). Environmental Health Perspectives, 111, 6, 793-795,2003
12. Aardema, M.J. and J.T. MacGregor, Toxicology and Genetic Toxicology in the New Era of “Toxicogenomics”: Impact of “-Omics” Technologies. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 499, 1, 13-25,2002
13. Lederberg, J. and A.T. McCray, Ome Sweetomics--a Genealogical Treasury of Words. The Scientist, 15, 7, 8-8,2001
14. Pennie, W.D., Use of Cdna Microarrays to Probe and Understand the Toxicological Consequences of Altered Gene Expression. Toxicology letters, 112, 473-477,2000
15. Budak, Ş.Ö. and S. Dönmez, Gıda Biliminde Yeni Omik Teknolojileri. Gıda Dergisi, 37, 3, 2012
16. Venter, J.C., et al., The Sequence of the Human Genome. science, 291, 5507, 1304-1351,2001
17. Schmidt, C.W., Toxicogenomics: An Emerging Discipline. Environmental health perspectives, 110, 12, A750,2002
18. Goetz, A.K., et al., Current and Future Use of Genomics Data in Toxicology: Opportunities and Challenges for Regulatory Applications. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 61, 2, 141-153,2011
19. Heijne, W.H.M., et al., Systems Toxicology: Applications of Toxicogenomics, Transcriptomics, Proteomics and Metabolomics in Toxicology. Expert Review of Proteomics, 2, 5, 767-780,2005
20. Orphanides, G. and I. Kimber, Toxicogenetics: Applications and Opportunities. Toxicological Sciences, 75, 1, 1-6,2003
21. Jo, Y., et al., Toxpo: Toxicogenomics Knowledgebase for Inferring Toxicity Based on Polymorphism. BioChip Journal, 4, 2, 99-104,2010
22. Irwin, R.D., et al., Application of Toxicogenomics to Toxicology: Basic Concepts in the Analysis of Microarray Data. Toxicologic pathology, 32, 1_suppl, 72-83,2004
23. Aithal, G.P., et al., Association of Polymorphisms in the Cytochrome P450 Cyp2c9 with Warfarin Dose Requirement and Risk of Bleeding Complications. The Lancet, 353, 9154, 717-719,1999
24. Danielson, P., The Cytochrome P450 Superfamily: Biochemistry, Evolution and Drug Metabolism in Humans. Current drug metabolism, 3, 6, 561-597,2002
25. Afshari, C.A., H.K. Hamadeh, and P.R. Bushel, The Evolution of Bioinformatics in Toxicology: Advancing Toxicogenomics. Toxicological Sciences, 120, suppl_1, S225-S237,2010
26. Nuwaysir, E.F., et al., Microarrays and Toxicology: The Advent of Toxicogenomics. Molecular carcinogenesis, 24, 3, 153-159,1999
27. Waters, M.D. and J.M. Fostel, Toxicogenomics and Systems Toxicology: Aims and Prospects. Nature Reviews Genetics, 5, 12, 936,2004
28. Sturla, S.J., et al., Systems Toxicology: From Basic Research to Risk Assessment. Chemical Research in Toxicology, 27, 3, 314-329,2014
29. Horgan, R.P. and L.C. Kenny, ‘Omic’technologies: Genomics, Transcriptomics, Proteomics and Metabolomics. The Obstetrician & Gynaecologist, 13, 3, 189-195,2011
30. Beyoğlu, D. and J.R. Idle, Metabolomics and Its Potential in Drug Development. Biochemical pharmacology, 85, 1, 12-20,2013
31. Yang, Y., E.A.G. Blomme, and J.F. Waring, Toxicogenomics in Drug Discovery: From Preclinical Studies to Clinical Trials. Chemico-Biological Interactions, 150, 1, 71-85,2004,Khan, S.R., et al., Current Status and Future Prospects of Toxicogenomics in Drug Discovery. Drug discovery today, 19, 5, 562-578,2014
32. Kaymak, G., H.E.E. Duruel, and Ş.T. Kizilkaya, Sucul Canlilarin Ekotoksigonenomik Araştırmalardaki Yeri, in Fen Bilimleri Ve Matematik’te Akademik Araştirmalarmatematik’te Akademik Araştırmalar. 2013, Gece Kitaplığı: Ankara. p. 9.
33. Oberemm, A., L. Onyon, and U. Gundert-Remy, How Can Toxicogenomics Inform Risk Assessment? Toxicology and applied pharmacology, 207, 2, 592-598,2005
34. Merrick, B.A., R.S. Paules, and R.R. Tice, Intersection of Toxicogenomics and High Throughput Screening in the Tox21 Program: An Niehs Perspective. International journal of biotechnology, 14, 1, 7-27,2015