Otofaji -ER stres etkileşiminin meme kanseri hücrelerinin proliferasyonu ve metastazı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of autophagy-ER stress interaction on proliferation and metastasis of breast cancer cells
Yazar: SONA EMİNOVA
Danışman: PROF. DR. HATİCE GÜL DURSUN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
En sık görülen kanser tiplerinden biri olan meme kanserinin görülme sıklığı  her yıl dünya çapında artış göstermektedir. Meme kanserinde kemoterapi/radyoterapi gibi geleneksel tedavi protokollerine direnç gelişmesi nedeniyle tedavi seçenekleri kısıtlı kalmektadır. İlaç dirençi otofoji gibi faktörle de ilişkilendirilen bir süreçtir.  Otofaji, hasarlı moleküllerin, yanlış katlanmış proteinlerin, subsellüler bileşenlerin (proteinler, nükleik asitler, lipidler) ve hasarlı organellerin parçalanması ve ortadan kaldırılması için gerekli olan fizyolojik bir hücresel süreçtir. Otofajinin kanserdeki rolü karmaşıktır. Otofaji tümör tipine veya içeriğine bağlı olarak değişiklik gösterebilir.ER stresin indüklediği otofajinin hücre üzerindeki etkileri farklıdır. Artmış ER stres tarafından indüklenen otofaji aktivasyonu hücre ölümünü de teşvik edebilir.
Bu çalışmada ER stres  ve otofojinin karşılıklı etkileşimlerinin meme kanseri hücrelerinin proliferatif ve metastatik davranışları üzerindeki etkilerininin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla MCF7 hücre hattında ULK-101 ve tunikamisinin kombinasyonunun sitotoksik etkisi WST-8/CCK8 testi ile bakılmıştır. Bunun  yanı sıra otofajik aktivite LC3-II Kantitasyon ELISA kiti ile analiz edilmiştir. Sitotoksisite sonuçları dikkate alınarak, sonraki analizlerde hücreler 24 saat süresince 1 µM tunikamisin ile ön işleme tabi tutulmuş, ardından tunikamisin varlığında 3 saat süresince 47 µM ULK-101 ile muamele edilmiştir. Daha sonra deney gruplarında RNA izolasyonu, cDNA sentezi yapılmış ve apoptoz, ER stresi ve otofaji ile ilişkili genlerin ekspresyon seviyeleri qRT-PZR ile analiz edilmiştir. Bunun  yanı sıra otofajik aktivite LC3-II Kantitasyon ELISA kiti ile analiz edilmiştir. ULK-101'in ve tunikamisinin  meme kanseri hücrelerinin koloni oluşturma yetenekleri üzerine etkisi, koloni formasyon analizi ile değerlendirilmiştir. Daha sonra GRP78/BiP ELISA kiti kullanılarak tunikamisinin  ER stresi üzerine etkisi araştırılmıştır. ULK-101, meme kanseri hücrelerinin koloni oluşturma yeteneğini önemli ölçüde azaltmıştır. Bu çalışmanın sonuçlarına göre, tunikamisin ve ULK-101'in hücre canlılığının %50‟sini inhibe ettiği dozlarla kombine kullanımları MCF7 hücrelerinde additif etkiye neden olmaktadır. Tüm sonuçlar bir arada değerlendirildiğinde, ULK-10'in meme kanseri hücrelerinde otofajiyi baskılayarak, ER stresi ile apoptozu arttırarak antikanser etkiye neden olduğu düşünülmektedir

Abstract:
Breast cancer, one of the most common types of cancer, is increasing globally each year. The resistance of breast cancer to clinically used treatments such as chemotherapy and radiotherapy indicates that treatment options are limited. Drug resistance is a process also associated with factors such as autophagy. Autophagy is a physiological cellular process required for the degradation and removal of damaged molecules, misfolded proteins, subcellular components (proteins, nucleic acids, lipids), and damaged organelles. The role of autophagy in cancer is complex and can vary depending on the type or content of the tumor. The effects of ER stress-induced autophagy on cells can differ. Increased ER stress-induced autophagy activation may also promote cell death.
In this study, the cytotoxic effects of the combination of ULK-101 and tunicamycin in the MCF7 cell line were assessed using the WST-8/CCK8 assay. Additionally, autophagic activity was analyzed using the LC3-II Quantitation ELISA kit. Based on the cytotoxicity results, cells were pre-treated with 1 µM tunicamycin for 24 hours, followed by treatment with 47 µM ULK-101 for 3 hours in the presence of tunicamycin. Subsequently, RNA isolation and cDNA synthesis were performed, and the expression levels of genes associated with apoptosis, ER stress, and autophagy were analyzed using qRT-PCR. Furthermore, autophagic activity was also analyzed using the LC3-II Quantitation ELISA kit. The effect of ULK-101 and tunicamycin on the colony-forming ability of breast cancer cells was evaluated using colony formation analysis. The effect of tunicamycin on ER stress was then investigated using the GRP78/BiP ELISA kit. According to the results of this study, the combined use of tunicamycin and ULK-101 at doses that inhibit 50% of cell viability results in an additive effect in MCF7 cells. When considering all the results together, it is believed that ULK-101 exerts an anticancer effect by suppressing autophagy in breast cancer cells and increasing apoptosis through ER stress.