Imatinib duyarlı ve dirençli KML hücre serileri K562S ve K562R hücrelerinde metilprednizolonun apoptotik, otofajik ve metabolik etkilerinin gösterilmesi
Apoptotic, autophagic and metabolic effects of methylprednisolone on imatinib sensitive and resistant cml cell lines k562 and k562s
Yazar: IŞIL YÜKSELEN
Danışman: PROF. DR. FÜGEN AKTAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Hücre dizisi = Cell line ; Lösemi-miyeloid-kronik-BCR-ABL pozitif = Leukemia-myelogenous-chronic-BCR-ABL positive ; Metabolizma = Metabolism ; Metilprednizolon = Methylprednisolone ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Otofaji = Autophagy ; İmatinib mesilat = Imatinib mesilat

Özet:
Kronik myeloid lösemi (KML), (9;22)(q34;q11) translokasyonunun moleküler ürünü olan BCR-ABL füzyon geni nedeniyle oluşan hematopoetik bir neoplazidir. Imatinab mesilat "BCR-ABL tirozin kinaz inhibitörü (TKİ)" olarak adlandırılan bir ilaç tipidir. Abl kinaz domaininin ATP bağlanan bölgesiyle yarışarak inhibe eden Abl tirozin kinaz inhibitörüdür.Imatinib hassas ve dirençli hücreler arasındaki metabolik farklılıklar hücre proliferasyonu oranı, apoptozisin indüklenmesi, Pgp ekspresyonu ve hücre içi imatinib konsantrasyonu ile korelasyon göstermektedir. Glukoz metabolizmasında meydana gelen azalmanın özellikle ilaca hassas hücrelerde önemli derecede olması, hücre proliferasyonunun inhibisyonu ve apoptozisin başlamasında hücre spesifik bir metabolik cevap olduğunu göstermektedir. Bu tez çalışmasında,  Akut Lösemilerin tedavisinde kullanılmakta olan, anormal hücreleri apoptozise ve farklılaşmaya götürdüğü bilinen Metilprednizolonun, Imatinibe dirençli olan ve dirençli olmayan KML hücreleri üzerindeki  metabolik, apoptotik ve otofajik etkisi araştırılmıştır Kanser hücrelerinde artan metabolizma ve hücreye glikoz alımına Yüksek Doz Metilprednizolonun etkisi gösterilmiştir. Metilprednizolonun glukokortikoid yapıda olması ve glukokortikoidlerin metabolizmayı yavaşlatıcı, hücreye glikoz alımını azaltıcı etkisi göz önünde bulundurulduğunda, dirençli KML hücrelerinde metabolizmayı yavaşlatarak, onkogenik etkiyi azalttığı ve metabolizmanın yakından ilişkili olduğu düşünülen apoptotik yolakları aktive ettiği saptanmıştır. Bu bağlamda KML hücre serisi olan K-562 hücrelerinin dirençli ve dirençsiz formlarına Metilprednizolon uygulanarak, apoptotik etken doz 4mM olarak bulunmuştur. Yüksek doz Metilprednizolon uygulanan hücrelerde glukoz tüketimi ve laktat üretimi üzerinde değişiklik araştırılmış ancak anlamlı bir değişiklik saptanamamıştır. Yüksek doz Metilprednizolonuygulanan hücrelerden RNA izolasyonu yapılarak, BCL-2, BCL-xL, BAX, BIM, MCL-1,  C-MYC  VE HK1/HK2, LDH-A, LDH-B, PDK1, BECLIN-1, PKM1 ve PKM2 genlerinin  ekspresyon analizleri yapılmıştır. Hem dirençli hem dirençsiz K562 hücrelerinde MP uygulaması sonrası C-MYC, BCL-2 ve BCL-xL genlerinin ekspresyonlarında azalma görülürken, BAX ve BIM genlerinin ekspresyonlarında anlamlı bir azalma saptanmıştır. BECLIN-1 ekspresyonunda önemli bir değişiklik saptanmaması Metilprednizolonun bu hücrelerde otofajiyi önleyici bir etkisi olmadığını göstermektedir. Warburg etksini ortaya koyan LDH-A ve LDH-B genlerinin ekspresyonlarında anlamlı bir azalma saptanırken, PDK1, PKM1 ve PKM2 genlerinin ekspresyonunda anlamlı bir değişiklik saptanmamıştır. Dirençli ve dirençsiz K-562 hücre serilerinde Yüksek Doz Metilprednizolunun hem apoptotik hem otofajik hem de metabolik etkisinin belirlenmesi açısından ilk çalışma olmasının yanısıra, metabolizma ve ölüm yolaklarının arasında ilişki düşünüldüğünde gen ekspresyonu düzeyinde bu ilişkinin aydınlatılmasında literatüre önemli katkısı olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Chronic myeloid leukemia (CML), (9, 22) (q34, q11) translocation of the molecular product of the BCR-ABL fusion gene causes hematopoietic neoplasm. Imatinab mesylate "BCR-ABL tyrosine kinase inhibitor (TKI)" is a type of drug using for CML therapy. Abl kinase domain and ATP binding site racing with inhibiting the Abl tyrosine kinase inhibitor. Imatinib sensitive and resistant cells have metabolic differences among cell proliferation rate, apoptosis induction, Pgp expression and intracellular imatinib concentration and these are correlated. A reduction in glucose metabolism in cells especially sensitive to drugs that substantially, the initiation of cell proliferation and inhibition of apoptosis suggests that cells of a specific metabolic responses. In this thesis, methylprednisolone which is used in the treatment of acute leukemia and the abnormal cells are known to lead to apoptosis and differentiation was treated in Imatinib-resistant and sensitive CML cells and metabolic, apoptotic and autophagic effect was explored. Effect of High Dose Methylprednisolone on glucose uptake and lactate efflux in cancer cells were shown and did not find a significant change. Methylprednisolone is a glucocorticoid and glucocorticoid metabolism  slows cell glucose uptake. When these effects are considered, resistant CML cells metabolism, slowing oncogenic effects diminish and metabolism is closely associated with apoptotic and autophagic pathways activated is expected to. In this context, the K-562 cells in CML cell lines resistant and sensitive forms by applying High Dose Methylprednisolone, apoptotic effect was shown for two cell lines. And RNA isolation was performed cells treated high dose MP. Following cDNA synthesis  BCL-2, BCL-xL, BAX, BIM, MCL-1,  C-MYC  VE HK1/HK2, LDH-A, LDH-B, PDK1, BECLIN-1, PKM1 and PKM2 gene expression analysis was performed. Confirming apoptosis, MCL-1, BCL-2 and BCL-xL gene expressions were significantly decreased whereas BIM and BAX gene expressions were significantly increased in both cell lines. BECLIN-1 expression did not change significantly so we did not found any change in autophagy. LDH-A and LDH-B gene expressions were significantly decreased that we expected to. But HDMP did not show any changes on other metabolic gene expressions. Resistant and sensitive K-562 cell lines which are treated with Metilprednizolone showed apoptotic effect as well as the metabolic effects of the determination of the terms of the first study as well as being, metabolism and death pathways relationship between considering the gene expression level of this relationship is  the first study in literature.