Empagliflozin'in östrojen reseptör-pozitif memekanseri üzerine antitümör etkileri:In Vitro bir çalışma
Antitumor effects of empagliflozin on estrogen  receptor-positive breast cancer: An In vitro study
Yazar: AHMAD KARZOON
Danışman: PROF. DR. MÜKERREM BETÜL AYCAN
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Tamoksifen (TAMOX), tüm teşhis edilen meme kanserlerinin yaklaşık %70'ini oluşturan östrojen reseptörü α-pozitif (ERα+) meme kanseri için adjuvan terapinin köşe taşıdır. Ne yazık ki, ERα+ meme kanseri hastalarının yaklaşık %30'u TAMOX tedavisine yanıt vermez, bu fenomen de novo direnç olarak bilinir. Ayrıca, başlangıçta TAMOX'a yanıt veren birçok tümör sonunda direnç geliştirir. Çalışmalar, düşük mikromolar konsantrasyonlarda TAMOX'a maruz kalan meme kanseri hücrelerinin glukoz metabolizmasına artan bağımlılık oluşturduğunu göstermiştir. Dahası, bu sürecin farmakolojik olarak inhibe edilmesinin, TAMOX ile sinerjik olarak öldürücü olduğu bulunmuştur. Biriken kanıtlar, sodyum-glukoz ko-transporter 2 (SGLT2) inhibitörlerinin tümör hücrelerini yok etmede etkinlik gösterebileceğini öne sürmektedir. Diğer SGLT2 inhibitörleri arasında empagliflozin (EMPA), SGLT2 üzerinde SGLT1'e göre neredeyse en yüksek seçiciliği (2680:1) göstermektedir, ancak özellikle ERα+ meme kanserinde TAMOX ile tek başına ve kombinasyon halindeki spesifik etkisi keşfedilmemiştir. Bu düşünceler temel alınarak, bu çalışma EMPA'nın antikanser etkilerini ve MCF-7 meme kanseri hücrelerinde TAMOX ile potansiyel sinerjisini araştırır. AMPKα aktivitesine odaklanarak, EMPA'nın tek başına ve TAMOX ile birlikte hücresel enerji homeostazı üzerindeki etkilerini ve TAMOX direncinin azalmasına katkıda bulunabilecek antikanser mekanizmalarda rol alan aşağı akım yolaklarını araştırır. Bu yolaklar arasında PGC-1α, p38 MAPKα, p70S6K1, FOXO3a ve AKT bulunmaktadır. Sonuçlarımız, EMPA ve TAMOX'un zaman ve konsantrasyona bağımlı sitotoksik etkilerini, ayrı ayrı uygulandığında veya kombinasyon halinde uygulandığında ortaya koymaktadır. TAMOX, IC50 değeri 17 μM olan bir etkililik gösterirken, EMPA'dan (IC50 = 177 μM) yaklaşık on kat daha yüksektir. İlginç bir şekilde, konsantrasyonları kendi IC50 değerlerine yaklaştığında, sinerjistik etkilerinin daha belirgin olduğu gözlemlenmiştir. Ek olarak, EMPA, AMPKα aktivitesini önemli ölçüde artırırken aynı anda AKT, p70S6K1 ve p38 MAPKα'yı inhibe eder. Dahası, EMPA, PGC-1α'nın ekspresyonunu düzenlerken FOXO3a'nın ekspresyonunu artırır; bu etkiler, TAMOX ile birlikte uygulandığında önemli ölçüde artmıştır. Sonuç olarak bu çalışma, ER+ meme kanseri hücrelerinde EMPA'nın tek başına ve TAMOX ile sinerjik olarak antikanser etkilerini vurgular ve empagliflozin'in ER+ meme kanserindeki antikanser potansiyelinin kapsamlı bir şekilde araştırılmasına zemin hazırlar.

Abstract:
Tamoxifen (TAMOX) is a cornerstone of adjuvant therapy for estrogen receptor αpositive (ERα+) breast cancer, which comprises approximately 70% of all diagnosed breast malignancies. Unfortunately, around 30% of ERα+ breast cancer patients do not respond to TAMOX treatment, a phenomenon known as de novo resistance. Additionally, many tumors that initially respond to TAMOX eventually develop resistance. Studies have indicated that breast cancer cells exposed to low micromolar concentrations of TAMOX show increased reliance on glucose metabolism. Moreover, inhibiting this process pharmacologically has been found synergistically lethal with TAMOX. Accumulating evidence suggests that the inhibitors of sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) may have efficacy in eliminating tumor cells. While empagliflozin (EMPA) exhibits nearly the highest selectivity for SGLT2 over SGLT1 (2680:1) among other SGLT2 inhibitors, its specific impact alone and in combination with TAMOX remains largely unexplored in ERα+ breast cancer. Based on these considerations, this study investigates the anticancer effects of EMPA and its potential synergy with TAMOX in MCF-7 breast cancer cells. With a focus on the AMPKα activity, it investigates the effects of EMPA alone and in combination with TAMOX on cellular energy homeostasis and downstream pathways implicated in anticancer mechanisms that may contribute to the attenuation of TAMOX resistance. These pathways encompass PGC-1α, p38 MAPKα, p70S6K1, FOXO3a, and AKT. Our results reveal time and concentration-dependent cytotoxic effects of EMPA and TAMOX whether administered separately or in combination. While TAMOX exhibits potency with an IC50 value of 17 μM, approximately ten times higher than EMPA (IC50 = 177 μM), interesting synergistic effects are observed when their concentrations approach their respective IC50 values. In addition, EMPA significantly increases AMPKα activity while concurrently inhibiting AKT, p70S6K1, and p38 MAPKα. Moreover, EMPA modulates the gene expression, downregulating PGC-1α while upregulating FOXO3a, with these effects significantly enhanced when combined with TAMOX. In conclusion, this study highlights the anticancer effects of EMPA in ER+ breast cancer cells, both individually and in synergy with TAMOX, and sets the stage for a comprehensive exploration of empagliflozin's anticancer potential in ER+ breast cancer.