Kanser hücrelerinde epitel mezenkimal plastisitenin moleküler kökenlerinin araştırılması
Investigation of the molecular background of epithelial mesenchymal plasticity in cancer cells
Yazar: SOUHAILA ELALAOUI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI SADE MEMİŞOĞLU
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Kolorektal kanser (KRK), anormal hücre büyümesi ve istilası ile karakterize karmaşık bir hastalıktır. Epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) ve hücresel plastisite, KRK progresyonu, metastaz ve tedavi direncinde önemli rol oynamaktadır. Ek olarak, histon modifikasyonları, özellikle H3K4me3 ve H3K27me3'ün bivalansı, kanser biyolojisinde önemli düzenleyiciler olarak ortaya çıkmıştır. EMT, epitelyal hücrelerin mezenkimal bir fenotipe dönüşümünü içerir, tümör agresifliğini ve tedaviye direnci artırır. Hücresel plastisite, kanser hücrelerinin farklı durumlar arasında geçiş yapmasına izin vererek tümör heterojenitesini ve tedavi direncini teşvik eder. Hem aktive edici hem de baskılayıcı işaretlere sahip olan H3K4me3 ve H3K27me3'ün bivalansı, gen ifadesini ve transkripsiyonel plastisiteyi etkiler. KRK'de EMT, plastisite ve histon bivalansı arasındaki etkileşimin anlaşılması, terapötik hedefler hakkında bilgi sağlayabilir ve hasta sonuçlarını iyileştirebilir. Bu mekanizmaların daha fazla araştırılması, KRK'ye karşı etkili tedavilerin geliştirilmesi için umut vaat etmektedir. Bu çalışmada, kolon kanserinde EMT'ye özgü farklı genlerin promotorlarında H3K4me3 ve H3K27me3 bivalansı incelenmiş ve ilgili genlerin ifadedeleri ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuçlar, hücreler MET-EMT'den geçerken, incelenen üç genin de promotorlarındaki bivalansın ortadan kalktığını göstermektedir. Kök hücre belirteçleri CD133 ve CD44'ün mRNA seviyeleri, hücreler epitel fenotipe geçerken önemli ölçüde azalmış ve mezenkimal durumda tekrar artmıştır. Aksine, epitel kolon kanseri grubunda CDX2'nin mRNA seviyesinde bir artış ve mezenkimal durumda bir azalma gözlemlenmiştir. Bu gözlemler, gen ifadesi ile ilgili promotorlardaki H3K4me3 ve H3K27me3 histon modifikasyonlarının bivalansı arasındaki ilişki hakkında değerli bilgiler sağlamaktadır. Hücreler daha tanımlı durumlara geçtikçe ve gen ifadesi durumu buna göre değiştikçe bivalans durumu kayboluyor gibi görünmektedir.

Abstract:
Colorectal cancer (CRC) is a complex disease characterized by abnormal cell growth and invasion. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) and cellular plasticity play crucial roles in CRC progression, metastasis, and therapy resistance. Additionally, histone modifications, particularly the bivalency of H3K4me3 and H3K27me3, have emerged as important regulators in cancer biology. EMT involves the transformation of epithelial cells into a mesenchymal phenotype, enhancing tumor aggressiveness and resistance to treatment. Cellular plasticity allows cancer cells to transition between different states, promoting tumor heterogeneity and therapy resistance. The bivalency of H3K4me3 and H3K27me3, which possess both activating and repressive marks, influences gene expression and transcriptional plasticity. Understanding the interplay between EMT, plasticity, and histone bivalency in CRC can provide insights into therapeutic targets and improve patient outcomes. Further investigation into these mechanisms holds promise for developing effective treatments against CRC. In this study, we aim to inquire about promoter bivalency in genes related to EMT and MET in colon cancer. Our research findings indicate that as cells undergo MET-EMT, bivalency in the promoters of all three genes under studey has disappeared. The mRNA levels of stem cell markers CD133 and CD44 decreased significantly as the cells transition to an epithelial phenotype and increased in the mesenchymal state. On the contrary, we observed an increase in mRNA expression of CDX2 in the epithelial colon cancer group and a decrease in the mesenchymal state. These observations provide valuable insights into the relationship between gene expression and the bivalency of H3K4me3 and H3K27me3 histone modifications in these cells. The bivalency state seems to be lost as the cells transition into more defined states and the gene expression status changes accordingly.