Tirozin kinaz inhibitörü regorafenib'in kardiyotoksisitesinin moleküler tekniklerle in vitro değerlendirilmesi
In vitro evaluation of cardiotoxicity of tyrosine kinase inhibitor regorafenib with molecular techniques
Yazar: TUĞÇE BORAN
Danışman: PROF. DR. BÜKET ALPERTUNGA
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; ErbB reseptörleri = ErbB receptors ; Kalp = Heart ; Mitokondriler = Mitochondria ; Regorafenib = Regorafenib ; Toksisite = Toxicity ; İn vitro = In vitro

Özet:
Regorafenib, kanser oluşumundan sorumlu pek çok kinazı inhibe eden tirozin kinaz inhibitörü bir ilaçtır. Kolorektal kanser, gastrointestinal stromal tümör ve hepatoselüler karsinom tedavisinde kullanılmaktadır. Regorafenib'in hayatı tehdit edici boyutlara ulaşabilen hipertansiyon ve iskemiye neden olduğu raporlanmıştır ve bu etkilerin moleküler mekanizması tam olarak bilinmemektedir.
Çalışmamızda H9c2 kardiyomiyoblastik hücre hattı kullanılarak Regorafenib ile indüklenen kardiyotoksik etkilerin moleküler mekanizmaların aydınlatılması amaçlanmıştır. Kardiyak hücreler fonksiyonlarını gerçekleştirebilmek için yüksek miktarda ATP'ye ihtiyaç duymaktadırlar. Bu nedenle, çalışmada Regorafenib'in kardiyomyoblast hücrelerinde toksik etkileri 48 ve 72 saatlik 5, 10 ve 20 μM Regorafenib maruziyeti sonrasında, mitokondriyal ve hücresel stres ile ilişkili yolaklar üzerine odaklanılarak araştırılmıştır. 
Hücre içi ATP miktarında her iki maruziyet süresinde tüm deney gruplarında azalma, membran potansiyelinde ise 72 saatlik 20 μM maruziyet grubunda bozulma saptanmıştır. Mitokondriyal dinamik genlerinin ekspresyonunda her iki maruziyet süresinde yüksek dozlarda artma görülmüştür. Mitokondriyal kompleks I ve V'in ekspresyonu 72 saatlik maruziyeti takiben 20 μM dozda azalmıştır. Mitokondriyal proteinlerden sitokrom c, UCP2 ve LONP1 ekspresyonunda anlamlı bir değişiklik gözlemlenmemiştir. Stres proteinlerinden HSP70 protein ekspresyonunda 72 saatlik 10 ve 20 μM'da artma saptanırken, GRP94 seviyesi belirgin bir değişiklik göstermemiştir. 72 saatlik maruziyeti takiben mtDNA içeriğinde azalma tespit edilmiştir. Ayrıca her iki maruziyet süresinde 20 μM'da prokaspaz 3 seviyesi azalmıştır.
Bu çalışma, Regorafenib tarafından indüklenen kardiyotoksisitenin mitokondriyal hasar ile ilişkili olabileceğini göstermektedir. Ancak bu teorinin in vivo ve klinik çalışmalarla desteklenmeye ihtiyacı vardır.

Abstract:
Regorafenib is a tyrosine kinase inhibitor drug that inhibits many kinases responsible for cancer. It is used in the treatment of colorectal cancer, gastrointestinal stromal tumor and hepatocellular carcinoma. Regorafenib has been reported to cause life-threatening hypertension and ischemia, and its molecular mechanism is not fully known.
In the study, it was aimed to elucidate the molecular mechanisms of regorafenib-induced cardiotoxicity using H9c2 cardiomyblastic cell line. Cardiac cells highly need ATP for their functioning. Therefore, regorafenib-induced toxic effects on cardiomyoblasts were investigated by focusing pathways that are related to mitochondrial and cellular stress after 48- and 72-hours exposure of 5, 10 and 20 μM regorafenib.
A decrease in intracellular ATP level in all groups in both exposure times and disruption of membrane potential at 20 μM after 72-hours exposure were detected. An increase in expressions of mitochondrial dynamic genes at high doses in both end-points was seen. Mitochondrial complex I and V expressions reduced at 20 μM following 72-hours exposure. No significant change was detected in the expressions of mitochondrial proteins cytochrome c, UCP2 and LONP1 levels. While an increase in HSP70 protein expression was detected at 10 and 20 μM after 72-hours exposure, GRP94 level did not show significant change. A decrease in mtDNA content was detected following 72-hours exposure. In addition, procaspase 3 protein level decreased at 20 μM in both exposures.
This study shows that the regorafenib-induced cardiotoxicity can be linked with mitochondrial damage. However, this theory needs to be supported by in vivo and clinical studies.