Bağırsak kanser hücrelerinde hekzokinaz inhibitörü, borik asit ve kombinasyonlarının etkileri
Tezin Türü: Tıpta Uzmanlık
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sağlık Bilimleri Üniversitesi, GÜLHANE TIP FAKÜLTESİ, TEMEL TIP BİLİMLERİ BÖLÜMÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GİZEM ESRA KOÇ
Danışman: Mehmet ÖZLER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Kanser, hücrelerin kontrolsüz ve anormal bir şekilde çoğalmasıyla karakterize edilen, birçok faktörün etkisiyle ortaya çıkan bir hastalıktır. Çevresel etkenler hücrelerin genetik yapısını etkileyerek sinyal mekanizmalarında ve metabolik yolaklarda değişiklikler ve bozukluklar oluşturur. Kanserde, apoptozun azalması, süperoksit radikallerinin ve aerobik glikolizin artması gözlemlenir. Sağlıklı hücrelerin aksine, tümör hücreleri oksijen varlığında bile enerji üretiminde oksidatif fosforilasyon yerine anaerobik glikolizi tercih ederler. Bu duruma "Warburg etkisi" denir ve bu etkiyle kanser hücrelerinde glikoz alımı artar, glikoliz ve laktat üretimi artar. Bu süreç, tümör hücrelerinin hızlı yayılımına ve kanserin ilerlemesine neden olur. Literatürde yer alan çalışmalarda, borik asidin (BA) çeşitli dozlarının kolon, meme, prostat ve akciğer kanseri hücre hatları üzerinde yapılan in vitro çalışmalarda etkili olduğu görülmüş, proliferasyonu ve migrasyonu inhibe edici özellikleri olduğu belirtilmiş ancak bu etkilerin hangi mekanizmalarla gerçekleştiği tam olarak açıklanamamıştır. Son yıllarda, kanser hücre metabolizmasını hedef alan, glikolizin ilk basamağını hedefleyen hekzokinaz-2 (HK-2) enzim inhibitörü olan 3-bromopirüvik asit (3-BP), hücrelerin çoğalmasını ve kanserin yayılmasını durdurmak amacıyla tedavilerde denenmektedir. Bu tez çalışmasında, HK-2 inhibitörü 3-BP ve BA uygulanan insan kolon adenokanser hücrelerinde (DLD-1); proliferasyon, mTOR (Rapamisinin memeli hedef proteini), HIF-1α (hipoksiyle indüklenebilir faktör-1a), c-Myc (hücresel-myc), STAT3 (sinyal dönüştürücü transkripsiyon aktivatörü 3), GLUT-1 (Glikoz taşıyıcısı 1), GLUT-3 (Glikoz taşıyıcısı 3) ve APAF-1 (apoptoz proteaz aktive edici faktör-1) etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: Çalışmamız in vitro hücre kültürü ortamında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kolon adenokarsinom (DLD-1) hücre hattı kullanılmıştır. Uygun koşullarda çoğaltılan (DLD-1) hücrelerini Kontrol, Borik Asit (BA), 3-bromopirüvik asit (3-BP), BA+3-BP olarak 4 gruba ayırdık. Deney gruplarında 3(4.5-dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) hücre canlılık testi, ELISA yöntemi ile hücre içine glukoz alımından sorumlu GLUT-1, GLUT-3 ve apoptozda görev alan APAF-1 protein miktarı ölçüldü. Western Blot yöntemi ile hücre içi sinyal yolaklarından c-Myc, STAT3, mTOR ve HIF-1α ölçümleri yapıldı. Bulgular: Çalışmamızda kolon adenokarsinom hücresi (DLD-1) üzerinde yaptığımız analizlerle, BA ve HK-2 inhibitörü olan 3-BP'nin DLD-1 hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi saptanmıştır. Çalışmamız için gerekli BA (15mM) ve 3-BP'nin dozu (30µM) belirlendikten sonra ELISA yöntemiyle GLUT-1, GLUT-3, APAF-1; Western Blot ile c-Myc, STAT3, mTOR ve HIF-1α ekspresyonlarına bakılmıştır. Kontrol ve 3-BP grubu karşılaştırıldığında 3-BP grubunda, BA uygulanan grup ile BA+3-BP grubu karşılaştırıldığında, BA+3-BP grubunda GLUT-1 ekspresyonunda artış tespit edilmiştir. Kontrol grubuna kıyasla BA, 3-BP ve BA+3-BP gruplarında GLUT-3 ekspresyonunun azaldığı gözlenmiştir. Apoptotik yolak için APAF-1 ekspresyonuna bakıldığında ise BA grubunda APAF-1 ekspresyonunun kontrole azaldığı görülürken kontrol ile 3-BP grubu karşılaştırıldığında 3-BP grubunda APAF-1 ekspresyonunun anlamlı olarak arttığı gözlenmiştir. Hücre proliferasyonu ve invazyonundan sorumlu hücre içi sinyal yolaklarından c-Myc, STAT3, mTOR ve HIF-1α ölçümleri yapılmıştır. 3-BP uygulaması sonrasında c-Myc ekspresyonu kontrol grubuna göre 2,39 kat artmıştır. BA+3-BP uygulanan grupta c-Myc ekspresyonu 3-BP uygulanan gruba göre 0,37 kat azalmıştır. Kontrol grubuna kıyasla STAT3 ekspresyonlarında BA, 3-BP ve BA+3-BP gruplarında azalma saptanmıştır. DLD-1 hücrelerinde kontrol grubuna kıyasla BA, 3-BP, BA+3-BP uygulamaları sonrasında HIF-1α ekspresyonlarında istatistik olarak anlamlı fark oluşmamıştır. BA+3-BP uygulaması sonrasında mTOR ekspresyonu kontrol grubuna göre 2,73 kat artmış olup BA+3-BP uygulanan grupta mTOR ekspresyonu BA uygulanan gruba göre 1,5 kat artmıştır. Sonuç: Çalışmamızda DLD-1 hücre hattı üzerinde sitotoksik etkinliklerini analiz etmiş olduğumuz BA ve 3-BP'ye bağlı olarak oluşan etki düzeyi literatüre paralel bir etkinlik gösterirken BA ve 3-BP kombinasyonu ilk kez uygulanmış olup sitotoksisite üzerine ekstra bir etki göstermemiştir. BA+3-BP uygulamasının GLUT-1 ve c-Myc düzeyini arttırmaya yatkınlık sağlaması hücre içi glukoz seviyesinin toksik düzeylere ulaşmasına neden olup hücre içi ölüm yolaklarını aktive ederek hücre proliferasyonunu azaltabileceği öngörülebilir. Ancak kombinasyon uygulamasının GLUT-3 ve STAT3 ekspresyonlarını azaltması hücre proliferasyonunda azalmanın bu mekanizmayla olabileceği ihtimalini güçlendirmektedir.