HCT-116 ve HT-29 kolon kanseri hücre hattında kuersetinin hücre ölüm yolakları üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of quercetin on cell death pathways in HCT-116 and HT-29 colon cancer cell line
Yazar: ÖZGE GÜLER
Danışman: DOÇ. DR. MERVE ALPAY ; DR. ÖĞR. ÜYESİ CEYHAN HACIOĞLU
Düzce Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya (Tıp) Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Kanser çok basamaklı, uzun süreli bir süreçtir ve sağlıksız bir hücrenin kontrolsüz
bölünüp büyümesinin ardından tümör üreten hücre ölümünün yokluğu ile karakterizedir.
Kolorektal kanserler dünyada en sık görülen kanserlerdendir Literatüre kalın bağırsağın
iç yüzeyindeki hücrelerin kontrolsüz bölünmesiyle karakterize, yaygın gastrointestinal
malign tümör olarak geçmiştir. Ülkemizde oluşan kanser türleri arasında ilk beşte yer
alır ve görülme sıklığı giderek artmaktadır. Kanser araştırmalarındaki önemli
zorluklardan biri sağlıklı hücreler bozulmadan, kanser hücrelerinin etkili bir şekilde
nasıl öldürüleceğidir ve bu noktada kanserli hücreleri tedavi etmek için ölüm
yolaklarının bilinmesi kritik bir önem taşır. Son yıllarda keşfedilmiş olan ferroptoz,
demir bağımlılığı ile ortaya çıkan yeni bir programlanmış hücre ölümü türü olarak
bilinir ve kanser hücreleri büyümeyi sağlamak için normal hücrelere kıyasla daha fazla
demir talebi sergilediğinden kanser hücrelerinde ferroptozun indüklenmesinin çoklu
kemoterapötiklerin direncini tersine çevirdiği ve kanser direncini azalttığı
doğrulanmıştır. Bu çalışmalar ferroptozun tömör oluşumunda, gelişmesinde önemli bir
düzenleyici olarak rol oynadığını göstermiştir. Flavonoidlerden kuersetin kanser
önleme, ilerlemesini durdurma ve geleneksel kanser tedavilerinin yan etkilerini
azaltılmasında başarılı olduğu bilinen metabolittir. Kuersetinin kolon kanserini
engelleyici etkilerinin hücre ölüm yolakları üzerine etkilerinin ortaya çıkarılabilmesi
için yapılan bu çalışmada kuersetin molekülünün kolon kanseri hücre hatlarında
kemoterapik ajan ile kombine kullanımlarına ve tek kullanımlarının hücre canlılığı
üzerindeki etkilerinin belirlenerek hücre ölüm mekanizmalarından apoptoz ve ferroptoz
üzerindeki potansiyel etkilerinin değerlendirilmesi amaçlandı. Çalışmamızda öncelikle
kuersetin ve kemoterapik ajan sitotoksik konsantrasyonları 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-
2,5-difenil tetrazolyum bromür (MTT) testi ile HT-29 ve HCT-116 hücrelerinde

14

belirlendi. Daha sonra sitotoksik kuersetin ve kemoterapik ajan ile 24 saat inkübe edilen
HCT-116 ve HT-29 hücreleri Apoptotik Proteaz Aktive Edici Faktör-1 (APAF-1), İnsan
Kaspaz-3 Proteini (CASP-3), Uzun Zincirli Yağ Asidi-KoA Ligaz (ACSL4) ve
Glutatyon Peroksidaz 4 (GPx4) seviyeleri enzime bağlı immünosorbent testi yöntemiyle
(ELİSA) belirlendi. Çalışmada kuersetin molekülünün her iki kolon kanseri hücresinde
tek başına APAF-1 ve CASP-3 biyobelirteçlerini kontrol grubuna göre arttırarak
apoptotik yolağı aktive ettiği belirlenmiştir. GPx4 ve ACSL4 biyobelirteçlerinde ise
kombine uygulamanın ACSL4'ü arttırıp GPx4'ü azaltarak ferroptotik yolağı indükleyip
kanserli hücrede sinerjik etki yaptığı belirlenmiştir. Yapılan bu çalışma sonucundaki
veriler kolon kanserine karşı kombine veya diğer alternatif yaklaşımlarına temel veri
sağlayıp kanser tedavisi için ferroptoz sinyal yolağının daha detaylı araştırılmasında
etken maddenin kullanımına yönelik çalışmalara katkı sağlayabilir.

Abstract:
Cancer is a multi-step and long-term process and is characterized by the uncontrolled
division and growth of an unhealthy cell followed by the absence of tumor-producing
cell death. Colorectal cancers are among the most common cancers in the world. It is
one of the first five types of cancer in our country and its incidence is increasing. One of
the major challenges in cancer research is how to kill cancer cells effectively before
healthy cells are destroyed, and at this point, knowing the death pathways is critical to
treating cancerous cells. Discovered in recent years, ferroptosis is known as a new type
of programmed cell death induced by iron dependence, and it has been confirmed that
induction of ferroptosis in cancer cells reverses the resistance of multiple
chemotherapeutics and reduces cancer resistance, as cancer cells exhibit greater demand
for iron than normal cells to promote growth. These studies have shown that ferroptosis
plays an important role as an important regulator in tumor formation and development.
Quercetin, one of the flavonoids, is a metabolite known to be successful in preventing
cancer, stopping its progression, and reducing the side effects of conventional cancer
treatments. In this study, which was conducted to reveal the effects of quercetin
inhibitory effects on colon cancer, on cell death pathways, it was aimed to evaluate the
potential effects of quercetin molecule on apoptosis and ferroptosis by determining the
effects of quercetin molecule in combination with a chemotherapy agent in colon cancer
cell lines and the effects of single use on cell viability. In our study, first of all,
quercetin and chemotherapeutic agent cytotoxic concentrations were determined in HT-
29 and HCT-116 cells by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium
bromide (MTT) test. HCT-116 and HT-29 cells, which were then incubated for 24 hours
with cytotoxic quercetin and chemotherapeutic agent, Apoptotic Protease Activating

16

Factor-1(APAF-1), Human Caspase-3 Protein (CASP-3), Long Chain Fatty Acid-CoA
Ligase (ACSL4) and Glutathione Peroxidase 4 (GPx4) levels were determined by
enzyme-linked immunosorbent assay method (ELISA). In the study, it was determined
that the quercetin molecule alone activates the apoptotic pathway by increasing APAF-1
and CASP-3 biomarkers in both colon cancer cells compared to the control group. In
GPx4 and ACSL4 biomarkers, it was determined that the combined application had a
synergistic effect on cancer cells by increasing ACSL4 and decreasing GPx4, inducing
the ferroptotic pathway. The data from this study can provide basic data for combined
or other alternative approaches against colon cancer. Further investigation of the
ferroptosis signaling pathway for cancer treatment may contribute to studies on the use
of the active substance.