Üçlü negatif meme kanserinde ikili PI3K/mTOR inhibitörü ve berberinin sinerjik anti-kanser etkisinin incelenmesi
Evaluation of synergitic anti-cancer effect of dual PI3K/mTOR inhibitor and berberine in triple negative breast cancer
Yazar: ZÜLEYHA DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. BARBAROS NALBANTOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP BÜŞRA BOLAT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Dünya genelinde ikinci sırada insidansa sahip olan meme kanseri, kadınlarda kanser kaynaklı ölümlerin birinci sebebi olan önemli bir halk sağlığı sorunudur.  Üçlü Negatif Meme Kanseri (ÜNMK), meme kanserlerinin %20'sinden sorumlu olan en ölümcül ve agresif olan türüdür. ÜNMK'nin hormonal tedaviye kapalı olması ve sık kemoterapik direnç geliştirmesi, yaygın olarak kullanılan tedavi yöntemlerinin ÜNMK'nin tedavisinde yetersiz kalmasına sebep olmaktadır. Tümör büyümesi ve metastazı ile ilişkili olan PI3K/AKT/mTOR yolu, meme kanserinde yaygın olarak aktive olan kritik bir yolaktır. Taşıdığı terapötik potansiyel, PI3K/AKT/mTOR inhibitörlerinin ve kombinasyonlarının meme kanserinin klinik öncesi ve klinik çalışmalarda aktif olarak kullanılmasını sağlamıştır. Berberin, anti-oksidan, anti-inflamatuar ve anti-kanser gibi birçok biyoaktivite gösteren bir izokinolin alkaloididir. Düşük bir toksisiteye sahip olmasının yanı sıra antikanser ilaçlar ile yaptığı sinerjistik etkiler kanser tedavisinde dikkat çekmektedir. Kanser hücrelerinde özellikle apoptozun indüklenmesinde, hücre döngüsünün kontrolünde, epitelyal mezenkimal geçişin inhibisyonunda ve otofaji etkili olmakla birlikte PI3K/AKT/mTOR yolağını da hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında ikili PI3K/mTOR inhibitörü olan NVP-BEZ235 ile Berberin doğal bileşiğinin MDA-MB-231 ÜNMK hücre hattı üzerindeki sinerjistik etkisi incelenmiştir. Resazurin tayini ile yapılan hücre canlılık çalışmalarında zamana ve doza bağlı olarak sitotoksik etki gözlemlenmiş ve 48 saat süreli 10µM Berberin ile 0,25µM NVP-BEZ235 kombinasyonu etkin doz olarak seçilmiştir. Yara iyileşme deneyi ile elde edilen sonuçlar, uygulanılan ilaç kombinasyonunun 24 saat içerisinde MDA-MB-231 hücrelerinin göç yeteneklerini kontrol grubuna göre anlamlı ölçüde azalttığını göstermiştir. 14 gün kombinasyon uygulaması sonrasında MDA-MB-231 hücrelerinin koloni oluşturma yeteneklerinde kontrol grubuna göre anlamlı seviyede baskıladığı gözlemlenmiştir. Berberin ve NVP-BEZ235 kombinasyonu ile muamele edilen MDA-MB-231 hücrelerinin G0/G1 fazında hücre döngüsü arttığı gözlemlenmiştir. Kombinasyon ile muamele edilen MDA-MB-231 hücrelerinde Epitelyal Mezenkimal Geçiş (EMT) geçiş ile ilişkili E-Kaderin geninin anlatım seviyesinde artış gözlemlenirken ve Slug geninin anlatım seviyesinde azalış gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, NVP-BEZ235 ve Berberin kombinasyonunun MDA-MB-231 hücre hattında sinerjik olarak anti-kanser etkisini göstermekle birlikte ÜNMK terapisinde gelecek vadeden bir potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Breast cancer, which ranks second in incidence worldwide, is the first cause of cancer-related deaths in women. Triple Negative Breast Cancer (TNBC), responsible for 20% of breast cancers, is the most lethal and aggressive type. Its doesn't respond to homonal therapy and chemotherapy. The PI3K/AKT/mTOR pathway, commonly activated in breast cancer, is critical in tumor growth and metastasis. The therapeutic potential of PI3K/AKT/mTOR inhibitors and their combinations has led to their active investigation in preclinical and clinical studies for TNBC treatment. Berberine, an isoquinoline alkaloid, exhibits various bioactivities including antioxidant, anti-inflammatory and anticancer effects. Its low toxicity provides a potential in cancer treatment. Berberine targets apoptosis induction, cell cycle control, inhibition of epithelial-mesenchymal transition, and autophagy in cancer cells, while also targeting the PI3K/AKT/mTOR pathway. This thesis investigates the synergistic effect of the dual PI3K/mTOR inhibitor NVP-BEZ235 with the natural compound Berberine on the MDA-MB-231 TNBC cell line. Cell viability assays demonstrated dose- and time-dependent cytotoxic effects, with the combination of 10µM Berberine and 0.25µM NVP-BEZ235 selected as the effective dose at 48 hours. Results from wound healing assays showed a significant reduction in migratory ability of MDA-MB-231 cells within 24 hours of combination treatment compared to the control group. A 14-day cell growth analysis indicated significant suppression of cell growth and colony formation ability in combination treatment group compared to the control group. Treatment with Berberine and NVP-BEZ235 combination led to an increase in cell population at G0/G1 phase of MDA-MB-231 cells. Cells treated with the combination, an increase in the expression level of the E-Cadherin gene associated with the Epithelial Mesenchymal Transition (EMT) transition was observed and a decrease in the expression level of the Slug gene was observed. These findings suggest a synergistic anticancer effect of NVP-BEZ235 and Berberine combination on MDA-MB-231 cell line, demonstrating promising potential for TNBC therapy.