Siprofloksasin'in tümör dokusunda matriks metalloproteinaz ekspresyonu ile anjiyogenez belirteçler ve inflamatuar süreç üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Assessment of ciprofloxacin effects on matrix metalloproteinase expression with angiogenesis indicator and inflammation process in cancer tissue
Yazar: ELİF TUĞBA OĞUZ TAYLAN
Danışman: PROF. DR. SERNAZ UZUNOĞLU
Trakya Üniversitesi / Tıp Fakültesi / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Anjiyogenez = Angiogenesis ; Matriks metalloproteinazlar = Matrix metalloproteinases ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Siprofloksasin = Ciprofloxacin ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Siprofloksasin kanser hastalarında sıkça kullanılan yüksek doku penetrasyonu ve yüksek dağılım volümüne sahip iyi tolere edilebilen geniş spektrumlu bir antibiyotiktir. Seyrek de olsa kıkırdak ve tendon hasarı, aort anevrizması gibi yan etkileri mevcuttur. Bu yan etkilerini bazı matriks metalloproteinazlarda artışa yol açarak ve sinyal proteinlerinin fonksiyonlarını bozarak, integrin tarafından stimüle edilen hücre-hücre ve hücre-matriks etkileşiminin regülasyonunda rol oynayan bir takım sinyal yolaklarını etkileyerek yaptığı in vivo ve in vitro çalışmalarda gösterilmiştir. 
Matriks metalloproteinazlar hücre dışı matriksin normal ya da patolojik olarak yapılandırılmasında önemli role sahip olan enzimlerdir. Tümör hücre yüzeyinde ve tümör mikroçevresinde yüksek düzeyde eksprese edilen bu enzimler, tümör büyümesi, doku invazyonu, anjiyogenez, metastaz ve diğer tümör gelişim aşamalarında yer almaktadır.
Siprofloksasin'in kıkırdak ve tendon dokularındaki matriks yapılandırılmasında olan negatif etkilerini araştıran birçok çalışma yapılmış ancak tümör biyolojisinde anahtar rol oynayabilecek ve tümör dokusunda yüksek düzeyde saptanan bu enzimlerde yapabilecekleri değişiklikler henüz araştırılmamıştır.
Çalışmamızda Siprofloksasin'in tümör dokusundaki matriks metalloproteinaz ekspresyonuna, tümör dokusundaki enflamatuvar süreç ve anjiyogenez üzerine olan etkilerini araştırmayı amaçladık. 
Bu amaçla çalışmada 6 adet BALB-c erişkin fareden oluşan 1.grup ve grup başına 10 adet BALB-c erişkin fareden oluşan dört grup daha olmak üzere toplamda 46 adet BALB-c erişkin fareden oluşan 5 grup oluşturuldu. Çalışmada öncelikle 6 adet BALB-c erişkin fareden oluşan 1.grupta histopatolojik olarak en iyi tümör oluşum zamanının 10. günde olduğu tespit edildi. Takiben gruplar; tümör inokülasyonu sonrası 10.günde Tc-99m siprofloksasin sintigrafisi yapılan grup 2, grup 2 ile birlikte 10.günde Tc-99m siprofloksasin sintigrafisi yapılan ve sağlam farelerden oluşan grup 3, tümör inokülasyonundan 3 gün önce günde 2 kez intraperitoneal siprofloksasin enjeksiyonu başlanan ve enjeksiyonu 13.güne tamamlanan grup 4 ve tümör inokülasyonundan 3 gün önce günde 2 kez intraperitoneal SF verilen sağlıklı kontrol grup 5 olarak oluşturuldu. 
Grup 2 ve grup 3 üzerinde siprofloksasinin sağlıklı dokuda ve tümör dokusunda tutulumu ile tüm vücut dağılımının değerlendirilmesi için yapılan Tc-99m siprofloksasin sintigrafisi'nde sağlıklı dokudaki tutulum ile tümör dokusuna siprofloksasin verildikten sonraki tutulum değerleri arasında istatistiksel anlamlı bir farklılık olmadığını saptandı. Enjeksiyonun 14.gününde Grup 2, grup 4 ve grup 5 deki deneklerde F-18 FDC PET/BT görüntüleme yapılarak deneklerde F-18 FDC PET/BT görüntüleme ile tümör metabolik aktivitesi değerlendirildi. Tümör dokusu naive olan 2.gruptaki deneklerin SUVmax değerlerinin tümör dokusuna serum fizyolojik uygulanan 5.gruptaki ve tümör dokusuna siprofloksasin uygulanan 4.gruptaki deneklerin SUVmax değerlerinden anlamlı şekilde yüksek olduğu görüldü. 
Grup 2, grup 4 ve grup 5'deki deneklerden elde edilen katı tümör dokularında histopatolojik inceleme yapılarak immunohistokimyasal çalışma ile tümör dokusunda MMP-9, TIMP-1, CD34 ve TNF-α  boyanması değerlendirildi.
Çalışmamızın sonucunda, siprofloksasinin tümör dokusuna iyi penetre olduğu ancak tümör mikroçevresinde TIMP-1, MMP-9, TNF-α  ve CD34 üzerine etkisinin olmadığı saptandı.

Abstract:
Ciprofloxacin is  a well tolerated broad spectrum antibiotic which has good distribution, penetration and is widely used in cancer patients. It can cause cartilage and tendon damage, aortic aneurysm rarely. In vivo and in vitro studies have showed that these effects occur via increasing some metalloproteinases and changing function of signal protein called beta-1 integrin, affecting set of signal pathway involved cell-cell and cell-matrix interaction stimulated by integrin in cartilage and tendon tissue.
 Matrix metalloproteinases are enzymes which have critical role in normal or patological extracellular matrix remodelling. These enzymes are expressed in high level by tumor cells and tumor microenviroment take part in tumor growth, tissue invasion, angiogenesis,metastasis and progression of other tumors.
A lot of studies about negative effects of ciprofloxacin on matrix remodelling in cartilage and tendon tissue,  have been accomplished but there have not been studies about ciprofloxacin can alter these enzymes that can be detected high level in tumor tissue and can play a key role in tumor biology.
In this study,  we aimed to search effects of ciprofloxacin, is a broad spectrum antibiotic and used widely, on matrix metalloproteinase expression, inflammation process and angiogenesis in cancer tissue.
With this aim; we designed 5 groups of 46 BALB-C adult mice with 4 groups which have 10 BALB-C adult mice in each group and 1 group which has 6 BALB-C adult mice. In the study; firstly, in 1st group the best time for tumor growth histopathologically was detected as 10 days. Than groups are desingned as group 2 in which Tc- 99m ciprofloxacin sintigraphy at 10th day of tumor inoculation; group 3 formed by healthy mice in which Tc-99 ciprofloxacin sintigraphy performed at 10th day with group 2; group 4 in which  intraperitoneal ciprofloxacin injection was performed  two times a day three days before tumor inoculation and completed at 13th day; group 5 as control group in which serum physiologic was given intraperitoneally two times a day three days before tumor inoculation.
We detected that there is no statistically significant difference between uptake values of healthy and tumor tissues after ciprofloxacin was given  at Tc-99m ciprofloxacin sintigraphy, which is performed to evaluate all body distribution and ciprofloxacin uptake in healthy and tumor tissues at group 2 and 3. At 14th day of injection; via performing F-18 PET/CT, tumor's metabolic activity was evaluated at group 2,4 and 5. It was detected that SUV max values of group 2 members who has naive tumor tissue, were significantly higher than group 5 members whose tumor tissue was injected serum physiologic and group 4 members whose tumor tissue was injected ciprofloxacin.
MMP-9, TIMP-1, CD34 and TNF-α  staining was evaluated in tumor tissue with immunohistochemical study by histopathological examination on tumor tissues that were obtained from group 2, group 4 and group 5 members. 
As a result it was detected that ciprofloxacin has a good penetration to tumor tissue but has no effect on TIMP-1,MMP-9, TNF-α  and CD34 in tumor microenvironment.