Kök hücre ilişkili faktörlerin insan kolon kanseri oluşumundaki rollerinin araştırılması
Researching the roles of stem cell related factors in the formation of colon cancer
Yazar: İBRAHİM ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. ABDULGANİ TATAR
Atatürk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2017
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Biyobelirteçler-tümör = Biomarkers-tumor ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genetik = Genetics ; Kolon neoplazmları = Colonic neoplasms ; Kök hücreler = Stem cells ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Polipler = Polyps ; Prekanseröz durumlar = Precancerous conditions

Özet:
Kolon kanseri (KK), dünyada kanser ölümlerinin en sık üçüncü sebebini oluşturmaktadır. Çoğunlukla kolon poliplerinden köken alan KK, etiyolojisi en çok aydınlatılmış kanserlerden biri olmasına rağmen; KK'ın yılda yaklaşık bir milyon yeni vakaya ve beş yüz bin üzerinde ölüme sebep olması bu konunun daha iyi aydınlatılması gerektiğini gözler önüne sermektedir. Dolayısıyla bu süreçte tanı, tedavi ve prognoza yönelik yeni çalışmalara ihtiyaç vardır. 
Kolon kanserlerinin çoğu neoplastik (adenomatöz) poliplerden (NP) kaynaklanır. NP histopatolojik olarak tübüler, villöz ve tübülovillöz olmak üzere üçe ayrılır. Polipin invazif karsinoma dönüşmesi histopatolojik tipi ve boyutu ile ilişkilidir. Bütün adenomlar belli derecelerde, anormal bez yapısı ve hücre içi yapısal hasarla kendini gösteren, displazi sergilerler. Displazinin derecesi de adenomun kansere dönüşümünü belirler. Yüksek dereceli displazilerin (HGD) kansere dönüşme riski düşük dereceli displazilere (LGD) göre daha fazladır. Adenomdan karsinoma dönüş sadece belirli genlerdeki mutasyonlarla açıklanamadığından, epigenetik değişikliklerle birlikte düşünmek gerekmektedir. 
Kanser oluşumundaki en önemli faktörlerden biri de tümör başlatan hücreler ya da kanser kök hücreleridir (KKH). KKH birçok kanserde tümörün başlangıcından, farklılaşmadan, invazyondan, metastazdan, tekrar ortaya çıkmasından, tedavi direncinden, sorumlu tutulan; kendi kendini yenileyebilme özelliği taşıyan hücrelerdir. Kanser dokusunda çok küçük miktarda olmalarına rağmen kanser tedavisindeki başarısızlığın en önemli sebeplerinden biri olarak görülmektedirler. Çalışmamızda her biri parafinize, normal kolon dokusu, hiperplastik polipler, histopatolojik (HGD ve LGD) olarak evrelenmiş tübüler, tübülovillöz ve villöz polipler ve kolon kanseri doku örnekleri kullanılmıştır. Belirlenen dokulardan ekspresyonları ölçülmek üzere; hem embriyonik kök hücreleriyle, indüklenmiş pluripotent kök hücreleriyle ve hem de KKH ile ilişkili olan trankskripsiyon faktör genleri (OCT4, KLF4, SOX2, MYC, NANOG ve REX1) ve hücre yüzey belirteçleri (CD133, LGR5) seçilmiştir.
Projenin amacı, kolon kanserinin oluşum mekanizmalarının aydınlatılabilmesi ve kolon kanserinin tanı ve tedavisinde kök hücre ilişkili faktörlerin (KİF) etkin kullanımına katkı sağlamak için; histopatolojik olarak evrelenmiş normal kolon dokusu, kolon polipleri ve kanserinde KİF ekspresyonlarını karşılaştırmak ve kolon kanseri oluşumunda KİF'in rollerini açıklamaktır.
Parafinize dokulardan total RNA izolasyonları yapıldıktan sonra, KİF ekspresyonları RT-qPCR yöntemiyle ölçüldü. Normal kolon-polip-kanser dönüşümünde KİF ekspresyon farlılıkları belirlendi. 
Kolon kanserinde yapılan KİF ekspresyon çalışmaları yetersiz, birbirleriyle tutarsız ve genellikle KK ve normal dokuları kapsamaktadır. Bu çalışmamızda özellikle histopatolojik olarak derecelendirilmiş (HGD-LGD) normal kolon-polip-kanser dokularında KİF ekspresyon seviyeleri belirlenerek kanser oluşumundaki etkili faktörlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. KK oluşumundaki KİF ekspresyon farklılıklarının belirlenmesinin KK tanı, tedavi ve prognozuna katkıda bulunabileceğini düşünmekteyiz.
Bu çalışma kanser KİF ekspresyon artışının HGD ve villöz özelliklerle birlikte ortaya çıktığını göstermektedir. Villöz ve özellikle HGD sergileyen poliplerin neden kansere dönüşme yatkınlıklarının fazla olduğunu desteklemektedir. LGR5, PROM1 ve MYC'in HGD ve kanserli dokulardaki artmış ekspresyon seviyeleri kötü prognozu desteklemektedir ve bunların tanı ve prognozu değerlendirmek için kullanılabileceğini göstermektedir. LGR5 ve PROM1 ekspresyonları tümör başlatacak hücrelerin varlığını, kök hücre ilişkili faktörlerin birlikte artmış ekspresyonları ise kanser kök hücrelerinin varlığını ve kötü prognozu göstermektedir. Dokuya özgü KİF ekspresyonlarının tanımlanması, kolonik neoplazinin gelişimini ve ilerlemesini kontrol etmek için gen terapileri tasarlamaya yardımcı olacaktır.

Abstract:
Colon cancer (CC), is the third most common cause of cancer death in the world. Colon cancer mostly originates from colon polyps. Even though its etiology is one of the most known among cancers; causing about one million new cases and over five hundred thousand deaths per year reveals the need to clarify this issue better. Therefore, new studies are needed for diagnosis, treatment and prognosis in this process. 
Most of colon cancers caused by adenomatous or neoplastic of polyps (NP). NP histologically divided as tubular, villous and tubulovillous. Turning into invasive carcinoma for polyp is associated with its histologic type and size. All adenomas have abnormal gland structure with varying degrees and dysplasia, which is manifested with intracellular structural damage. The degree of dysplasia determines the transformation of adenoma to cancer; high-grade dysplasia (HGD) has higher risk of turning into cancer when compared with low-grade dysplasia (LGD). Adenoma–carcinoma sequence can not be explained only by mutations in certain genes, so epigenetic changes must be considered. 
One of the most important factors in the formation of cancer are tumor-initiating cells or cancer stem cells (CSC). CSC, which have self-renewing ability, are responsible from the onset of tumors, differentiation, invasion, metastasis, relapse and resistance to treatment in many cancers. Despite being in a very small amount of cancer tissue, they are seen as one of the most important cause of cancer treatment failure. In our study transcription factor genes (OCT4, KLF4, SOX2, MYC, NANOG and REX1) and cell surface markers (CD133, LGR5), which are associated with embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells and cancer stem cells, have been selected for measuring expression levels from the selected tissues.
The aim of this project is to identify the differences in expression levels of stem cell related factors (SCRF) in normal colon tissue, histopathologically staged colon polyps and colon cancer, and to explain the roles of SCRFs in the formation of CC for elucidating the formation of CC and for contributing the effectively usage of SCRFs in the diagnosis and treatment of CC.
After isolation of total RNA from FFPE tissues, SCRF expressions was measured by RT-qPCR method. SCRF expression differences was determined in normal colon-polyp-cancer transformation. 
SCRF expression studies in colon cancer are inadequate, inconsistent and often include CC and normal tissues. In this study it is our aim to determine the important factors in the formation of cancer with measuring SCRF expressions in histopathologically graded(HGD-LGD) normal colon-polyp-cancer tissues. We think determining the SCRF expression differences in the formation of colon cancer, may contribute to the diagnosis, treatment and prognosis of CC.
This study shows that the increase of cancer SCRF expression occurs together with HGD and villous features. Villous and especially HGD-displaying polyps support why cancer susceptibility is high. Increased expression levels of LGR5, PROM1, and MYC in HGD and cancerous tissues support poor prognosis and demonstrate that they can be used to assess diagnosis and prognosis. LGR5 and PROM1 expresses the presence of tumor-initiating cells and coexpression of stem cell-associated factors indicate the presence of cancer stem cells and poor prognosis. Identification of tissue-specific SCRF expressions will help design gene therapies to control the development and progression of colonic neoplasia.