Sigara tüketimi dünya çapında yaygın görülen ve çeşitli akut ve kronik hastalıkların meydana gelmesinde etkili bir halk sağlığı problemidir. Sigara maruziyeti üst solunum yollarında kronik rinit, gırtlak kanseri gibi hastalıklara yol açarken, alt solunum yollarında astım, KOAH gibi hastalıkların gelişme riskini arttırmakta ve dünya çapında her yıl 8 milyon kişinin hayatını kaybetmesine yol açmaktadır. Yapılan çalışmalarda, sigara dumanının hava yolu epitel hücrelerini doğrudan etkilediğii ve böylece epitel geçirgenliğin değişmesine, aşırı mukus üretimine, inflamatuar sitokinlerin/kemokinlerin ve hücre miktarının artmasına neden olduğu görülmüştür. Aynı şekilde sigara dumanına ilk maruz kalan nazal epitel hücrelerde de maruziyete bağlı olarak inflamatuvar sürecin etkilendiği bilinmektedir. Oksidanların neden olduğu oksidatif stres, çeşitli akut ve kronik solunum hastalığı ile ilişkili doku hasarında rol oynamaktadır. Şiddetli astımı olan hastalarda malondealdehit ve hidroperoksidaz gibi oksidatif stres belirteçlerinin ve sistemik oksidatif stresin arttığı görülmüştür. Genel olarak bakıldığında sigara kullanımının oksidatif stres artışına neden olduğu, bağışıklık sisteminde değişimler meydana getirdiği ve farklı hastalıkları tetikleyebildiği bilinmektedir.

Sigaranın hücresel yanıtları etkilediği bilinse de altında yatan mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bu mekanizmalar arasında önemli yer tutan ve gen ifadesini etkileyebilen epigenetik modifikasyonların, sigara maruziyetiyle değişebildiği bilinmektedir. Epigenetik modifikasyonlar arasında metilasyon değişiklikleri önemli bir kontrol birimi basamağı olup CpG adalarının metilasyonu transkripsiyonel baskılama ile ilişkilendirilmektedir. Promotor bölgelerinde artan metilasyon gen ifadesinin baskılanmasına azalan metilasyon ise gen ifadesinin artmasıyla ilişkilidir. Çalışmalar, sigara maruziyetinin DNA metilasyon profilinde değişikliklere neden olduğunu ve sigara bırakılmasını takip eden yıllarda bu değişikliklerin korunduğunu göstermiştir. Artan ROS miktarı sonucunda oluşan oksidatif DNA hasarı, guaninin oksitlenmiş ürünü 8-oxoguanin oluşumuna ve 5 mC’nin 5 hmC’ye oksidasyonuna yol açar. Günümüzde bu etkilerin önüne geçmek için kullanılacak antioksidan tedavilerin bulunması önemli bir hedeftir. Literatürde kurkuminin; anti-inflamatuar, anti-kanser ve antioksidan özelliklerinin yanı sıra DNA metil transferaz enzim inhibisyonu, 8-oxoG oluşumunun engellenmesi ve histon modifikasyonu gibi epigenetik mekanizmalar üzerinde de etkili olduğunu gösterilmiştir. Bu nedenle kurkumin kullanımının oksidatif stres ilişkili genlerin ifade seviyelerinin düzenlenmesinde etkili olabileceği düşünülmektedir. Kurkuminin verimli bir şekilde kullanımı noktasında hedef organ/hücre tipine ulaşana kadar çevresel faktörler tarafından yıkılması, aktif kullanımları önündeki en büyük engeldir. Bu nedenle kurkuminin, biyomedikal ilaç dağıtımı alanında sık kullanılan polimerden birisi olan, polietilen glikol (PEG) aracılı taşınımının araştırılması oldukça önemlidir.

Tamamlamış olduğumuz araştırma projesi (FBA-2017-12838) sonuçlarında hava yolu epitel hücrelerinde sigara dumanı ile indüklenen oksidatif stres artışına bağlı olarak SEPP1, NCF2, SFTPD genlerinin ifadelerinin arttığı, CCL5 ve PTGS1 genlerinin ifadelerinin azaldığı görülmüştür. Gen ifadelerindeki bu değişimin sigara dumanı maruziyeti ile ilişkili olarak meydana gelen metilasyon profilindeki değişimlere bağlı olabileceği düşünülmektedir. Bu çalışma kapsamında, sigara dumanı maruziyeti öncesi, sonrası ve sigara dumanı ile birlikte PEG-kurkumin uygulamasının hücrelerde, oksidatif stres ilişkili genlerin ifadesi ve metilasyon profilini nasıl etkilediği ve bu uygulamanın terapötik bir hedef olarak uygunluğu araştırılacaktır. Kurkumin ile uyarılacak hücrelerin, PEG-kurkumine göre kontrol grubu olarak kullanılmasıyla, kurkuminin PEG aracılı iletiminin olası avantajlarının da ortaya konması hedeflenmektedir.