Glutamin taşıyıcısı ASCT2'ye karşı oluşturulan monoklonal antikorların tümör hücre büyümesine etkisi
Effect of monoclonal antibodies against glutamine transporter ASCT2 on tumor cell growth
Yazar: İLAYDA ENGİN
Danışman: PROF. DR. ERKAN YILMAZ ; DR. GÜLİZAR AYDOĞDU
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Kanser araştırmalarında metabolizmanın yeniden düzenlenmesi konusu tümör hücrelerinin kendi enerji mekanizmalarını ve tümör çevresindeki koşullara uyumlarını sağlayabilme yetenekleri nedeniyle son yılların en ilgi gören araştırma konularındandır. Kanser hücrelerinde en iyi çalışılmış amino asit metabolizmalarından biri glutamin metabolizmasıdır. Kanser hücreleri başlıca taşıyıcısı olan ASCT2 olmak üzere diğer glutamin taşıyıcılarının artan ifadesi ile glutamin alımını arttırır. Artan glutamin alımı, memeli rapamisin hedefi (mTOR) sinyal yolunun aktivasyonu yoluyla kanser hücrelerinin proliferasyonunu, hayatta kalımını ve protein sentezini teşvik ederek hem azot hem de karbon kaynağı olarak görev alır. Glutamin metabolizması farklı basamaklarından çeşitli kimyasal moleküllerle hedeflenmesine rağmen glutamin mimetikleri başta olmak üzere küçük moleküller dokularda toksik etkiye ve tedavide ciddi yan etkilere neden olmaktadırlar. Glutamin metabolizmasının hedeflenmesi için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebeple, ASCT2'ye karşı geliştirilen monoklonal antikorlarının meme kanseri ve kolon kanseri hücre hatlarında ASCT2'yi spesifik olarak hedefleyerek glutamin metabolizması ve hücre büyümesi üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. HT29 ve MCF7 kanser hücrelerine yapılan mAb uygulamalarının kontrole kıyasla hücre poliferasyonunu azaltıcı etkisi gösterilmiştir. Ayrıca farklı glutamin konsantrasyonlarında Anti-ASCT2 monoklonal antikorunun tümör büyümesine olan etkisi in vitro olarak sinyal yolakları düzeyinde incelenmiştir. Antikor uygulanması sonucu ASCT2 ile birlikte xCT ve LAT1 seviyeleri de azalmıştır. Antikor uygulamasının tümör büyümesine karşı etkili olduğu gösterilmiştir. İnsanda antikor tedavi yaklaşımları göz önüne alındığında geliştirilen monoklonal antikorların tedavide kullanılabilmeleri için ilk aşamada kimerik antikor üretimi gereklidir. Bundan dolayı anti-ASCT2 monoklonal antikorlarından izole edilen değişken bölgeler insan antikor sabit bölgelerini içeren memeli vektörüne homolog rekombinasyon temelli bir yöntem olan SLiCE yöntemi ile klonlanmıştır. Vektörün HEK293T hücrelerine transfeksiyonu ile anti-ASCT2 kimerik antikorunun ilk in vitro üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece fare monoklonal antikorlarından rekombinant kimerik antikor oluşturulmasıyla ilgili özgün olarak piyasada rekabet edebilecek rekombinant antikor-ilaç adayı geliştirme çalışmasının ilk adımı gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In cancer research, metabolism reprogramming has emerged as one of the most promising fields of study in recent years because tumor cells can modify their energy mechanisms and adapt to conditions in the tumor environment. Glutamine metabolism is one of the most well-studied amino acid metabolisms known to be reprogrammed in cancer cells. Cancer cells increase glutamine uptake through increased expression of ASCT2 and other glutamine transporters. Increased glutamine uptake acts as both a nitrogen and carbon source, promoting cancer cell proliferation, survival and protein synthesis through activation of the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. Although glutamine metabolism is targeted by various chemical molecules from different steps of metabolism, small molecules, especially glutamine mimetics, have caused toxic effects in tissues and serious side effects in treatment. For this reason, the previous TÜBİTAK project aimed to study the effect of monoclonal antibodies developed against ASCT2 on glutamine metabolism and cell growth by specifically targeting ASCT2 in breast cancer and colon cancer cell lines. It was shown that mAb treatments of HT29 and MCF7 cancer cells cell proliferation decreased compared to the control. Furthermore, the effect of the anti-ASCT2 monoclonal antibody on tumor growth at various glutamine concentrations was studied in vitro at the level of signaling pathways. Antibody treatment was shown to be effective at inhibiting tumor growth as xCT and LAT1 levels decreased in parallel with ASCT2. Considering antibody therapy approaches in humans, chimeric antibody production is required at the first stage for monoclonal antibodies to be used in treatment. For this reason, variable regions isolated from anti-ASCT2 monoclonal antibodies were cloned into a mammalian vector containing human antibody constant regions by a homologous recombination-based method known as SLiCE. The first in vitro production of anti-ASCT2 chimeric antibody was produced by transfection of the vector into HEK293T cells. Thus, the first step in the development of a market-competitive recombinant antibody-drug candidate for the development of recombinant chimeric antibodies from mouse monoclonal antibodies was performed.