Baş ve boyun kanserlerinde kök hücre izolasyonu karakterizasyonu ve microarray analizi ile gen ekspresyon profillerinin belirlenmesi
Head and neck cancer stem-cell isolation, characterization and microarray analysis of their gene expression profiles
Yazar: ELİF NİHAN ÇETİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURADİYE ACAR
Turgut Özal Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Genetik = Genetics ; Genler = Genes ; Kafa ve boyun neoplazmları = Head and neck neoplasms ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Kanser, günümüzde karşılaşılan en önemli sağlık sorunlarından biridir. Tanı 
ve tedavi imkanlarının gelişmesiyle her geçen yıl daha fazla kanser vakası teşhis 
edilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü'nün verilerine göre, 2008'de Dünya'da toplam 
12 milyon kişiye kanser tanısı konulurken, 2030 yılında bu sayının 26 milyonu 
aşacağı tahmin edilmektedir. Kanser, kalp ve damar hastalıklarından sonra 2. ölüm 
sebebidir.
Tıpta yaşanan son gelişmelere rağmen, baş ve boyun kanseri hastalarının 
tedavilerinde ve sağkalım oranlarında önemli bir artış olmamıştır. Tümörün agresif 
yapısı ve metastaz yeteneğinin yanısıra kullanılan mevcut tedavilerin yetersizliğide
bu durumun nedenleri arasındadır. Bu nedenle daha etkili ve daha az toksik 
yaklaşımlar geliştirmek amacıyla, bu hastalığın biyolojisinin daha iyi bilinmesi 
büyük önem arz etmektedir.
Kök hücrelerin kendini yenileme mekanizmalarında meydana gelen 
bozukluklar, kanser kök hücre oluşumuna sebep olmaktadır. Bu hücreler mevcut 
kanser tedavilerine direnç göstermektedir. Kanser kök hücrelerinin ve kanser 
hücrelerinin tümör ve metastaz oluşturma yeteneklerinin farklı olması, hücre 
yolaklarınında farklı olduğuna işaret etmektedir.
Kemoradyoterapi, hızla bölünen kanser hücrelerinin çoğunluğunu öldürüyor
olsa da, daha az sayıda bulunan ve seyrek hücre döngüsüne sahip kanser kök 
hücrelerine etkili olamamaktadır. Prince ve arkadaşları 2007 yılında ilk kez, baş ve 
boyun kanseri kök hücrelerinin varlığını bildirmişlerdir. Fare xenografi modeli 
üzerinde yaptıkları araştırmada, az sayıda CD44+ olan hücrelerin tümör oluşumunu 
başlattığı, CD44- olan çok daha yüksek orandaki hücrelerin ise tümör oluşturmadığı 
görülmüştür. Aynı grup baş ve boyun kanser kök hücrelerine özgü Aldehit
dehidrogenaz (ALDH) biomarkırını tanımlayıp düşük ve yüksek ALDH aktivitesine 
sahip hücreleri izole ederek, yüksek ALDH oranına sahip hücrelerin son derece 
tümörijenik olduğunu göstermişlerdir.
Bu bilgilerden yola çıkarak bu çalışmada, baş ve boyun kanserine ait UT-
SCC-74A ve UT-SCC-74B hücre hatlarında ALDH biomarkırı kullanılarak kanser 
kök hücresi ve kanser hücresi izolasyonu yapılmıştır. İzole edilen hücrelerin 
validasyonu morfolojik olarak, immünofloresan ve markır genlerin ekspresyonuna 
bakılarak kontrol edilmiştir. Ayrıca izole edilen hücrelerden, RNA izole edilerek 
microarray yöntemi ile baş ve boyun kanserleri kanser kök hücrelerinde ekspresyonu 
artan ve azalan genler belirlenmiştir.

Abstract:
Cancer is one of the most important health problems of our day. With each
passing year, alongside developments in diagnosis and treatment, the number of 
diagnosed cases of cancer steadily increases. According to data from the World 
Health Organization, in the year 2008 a total of 12 million cancer diagnoses 
worldwide were given and it was estimated that in the year 2030 this number will 
increase to 26 million. Behind heart disease, cancer is the second highest cause of 
death in the developed world.
Despite recent developments in medicine, there has not been a significant 
increase in the cure rate or survival rate for head and neck cancer. One of the 
reasons why current therapies remain insufficient is the aggressive nature of tumors 
and their metastatic capacity. Therefore, there is an urgent need for a bettern 
understanding of the biology of this disease in order to develop more effective and 
less toxic treament modailities.
Defects in the self-renewal mechanisms of stem-cells is one of the causes of 
the development of cancer stem cells. These cells are resistant to available cancer 
treatments. As primary tumor cells, metastatic tumor cells and cancer stem cells 
have different characteristics, their cellular pathways should also be different from 
one another.
While chemoradiotherapy is able to kill the majority of rapidly dividing 
cancer cells, the slowly cycling and rare cancer stem cells are remain unaffected. In 
2007, Prince et al. showed for the first time the existence of cancer stem cells in head 
and neck cancer. In their study, using mouse xenograft model, they showed that the 
rare CD44+ cells initiated tumor growth when transplanted into mice, while the 
majority CD44- cells did not initiate tumor growth. The same group identified 
aldehyde dehydrogenase (ALDH) as a head and neck cancer stem-cell marker. They 
isolated cells with low and high ALDH activity and showed that the cells with high 
ALDH activity were highly tumorigenic.
With these results in mind, in this study, cancer stem-cells were isolated from 
head and neck cancer cell lines UT-SCC 74A and UT-SCC 74B using ALDH as a 
biomarker. The stemness of the isolated cells was validated by morphology, 
immunofluorescence and stem-cell marker gene expression analysis. Furthermore, 
RNA was collected from the isolated stem cells and then, using microarray, 
upregulated and downregulated genes were identified.