siRNA aracılı glutaminaz (GLS1) inhibisyonunun meme kanser hücrelerinin kanserojenik özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effects on cancerogenic properties of breast cancer cells of siRNA-mediated glutaminase (GLS1) inhibition
Yazar: SAKİNE AKAR
Danışman: PROF. DR. HAMİYET ALTUNTAŞ ; DOÇ. DR. ZÜHAL HAMURCU
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Onkoloji = Oncology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Enerji metabolizması = Energy metabolism ; Glutamin = Glutamine ; Glutaminaz = Glutaminase ; Hücre çoğalması = Cell proliferation ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; RNA = RNA

Özet:
Glutaminaz (GLS1), glutamin bağımlı bazı kanser hücreleri için vazgeçilmez olan glutamin metabolizmasının ilk basamağında yer alan fosfat bağımlı bir enzimdir. Meme kanser hücrelerinde glutamin bağımlılığı alt tiplere göre değişmektedir ve agresif alt tiplerden olan HER2+ ve üçlü reseptör negatif grupta yüksek glutamin metabolik aktivitesi olduğu belirtilmiştir. Bu nedenle sunulan tez çalışmasında; glutamin bağımlılığı gösteren üçlü reseptör negatif MDA-MB-231 hücrelerinde siRNA aracılı GLS1 inhibisyonunun bu hücrelerin proliferasyon, koloni oluşumu, apoptoz, migrasyon gibi kanserojenik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması amaçlandı. Bu amaçla; GLS1'i hedefleyen iki farklı GLS1 siRNA ile transfekte edilen MDA-MB-231 hücrelerinin proliferasyonları, koloni oluşumu, migrasyonları, apoptoz oranları ve hücre döngüsü, sırasıyla annexin-V, yara oluşturma, MTS, klonojenite ve propidyum iyodür (PI) boyama yöntemleri kullanılarak analiz edildi. Analiz sonuçlarımıza göre; kontrol siRNA ile transfekte edilen MDA-MB-231 hücrelerine göre iki faklı GLS1-siRNA aracılığı ile GLS1 enziminin baskılandığı MDA-MB-231 hücrelerinde, proliferasyonunun, koloni oluşumunun ve migrasyonun azaldığı bulundu. Bununla birlikte GLS1-siRNA ile transfekte edilen MDA-MB-231 hücreler ile kontrol siRNA ile transfekte edilen hücreler arasında apoptoz oranında anlamlı bir değişiklik olmadığı bulundu. Hücre döngüsü analizi ile GLS1-siRNA ile transfekte edilen hücrelerin hücre döngüsünün G0/G1 fazında durduğu tespit edildi. Sonuçlarımız, GLS1 enziminin MDA-MB-231 meme kanser hücrelerinin proliferasyonunda, klon oluşumunda, migrasyonunda ve ayrıca bu hücrelerinin proliferasyonunu baskılayarak hücre döngüsünün G0/G1 evresinde bekletilmesinde de rol oynadığını göstermektedir. Sonuç olarak çalışmamızda, GLS1 siRNA aracılığı ile GLS1'in baskılanmasının, enerji metabolizmasının baskılanmasına ve buna bağlı olarak da hücrelerin proliferasyon oranında azalmaya yol açtığı gösterildi. Böylece bu verilerimiz agresif meme kanserinin tedavisinde; enerji metabolizmasını hedefleyen tedavi stratejilerinin geliştirilmesinin etkili bir tedavi için önemli olabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: GLS1, Glutamin, MDA-MB-231, Enerji metabolizması

Abstract:
Glutaminase (GLS1) is a phosphate-dependent enzyme that takes place in the first step of glutamine metabolism, which is indispensable for some glutamine-dependent cancer cells. In breast cancer cells, glutamine dependence varies according to their subtypes and it is stated that there is high glutamine metabolic activity in aggressive subtypes HER2+ and triple negative group. Therefore, in the presented thesis study; It was aimed to investigate the effects of siRNA-mediated GLS1 inhibition on the carcinogenic properties of these cells such as proliferation, colony forming, apoptosis and migration in triple receptor negative MDA-MB-231 cells showing glutamine dependence. For this purpose; The proliferations, migrations, apoptosis and cell cycle of MDA-MB-231 cells transfected with two different GLS1 siRNA targeting GLS1 were analyzed using MTS, clonogenicity, migrations wounding, Annexin V and propidium iodine (PI) methods, respectively. According to our analysis results; It has been found that proliferation, colony formation and migration are reduced in MDA-MB-231 cells, when the GLS1 enzyme is suppressed via two different siRNAs compared to MDA-MB-231 cells transfected with control siRNA. However, there was no significant change in the rate of apoptosis in MDA-MB-231 cells transfected with GLS1-siRNA compared to the control siRNA transfected cells. Cell cycle analysis determined that the cells cycle of GLS1-siRNA transfected cells was stopped in the G0/G1 phase. Our results show that the GLS1 enzyme plays a role in the proliferation, colony formation, migration of MDA-MB-231 breast cancer cells, as well as in the retention of the cell cycle at the G0/G1 phase by suppressing the proliferation of these cells. As a result in our study, it was shown in our study that suppression of GLS1 via GLS1 siRNA leads to suppression of energy metabolism and consequently a decrease in the proliferation rate of cells. Thus, in the treatment of aggressive breast cancer, these data are shows that the development of treatment strategies targeting energy metabolism may be important for an effective treatment.
Keywords: GLS1, Glutamine, MDA-MB-231, Energy metabolism