Fenilboronik asitin androjen bağımlı (LNCAP) ve androjen bağımsız (PC3) prostat kanseri hücrelerine etkisinin MAP kinazlar üzerinden, 2D ve 3D kültür yöntemleri ile araştırılması
Investigation of the effect of phenylboronic acid on androgen-dependent (LNCAP) and androgen-independent (PC3) prostate cancer cells via MAP kinases by 2D and 3D culture methods
Yazar: DUYGU GÜRSOY
Danışman: DOÇ. DR. İLKNUR KESKİN
İstanbul Medipol Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Fenilboronik asit = Phenylboronic acid ; Hücre transformasyonu-neoplastik = Cell transformation-neoplastic ; MAP kinaz = MAP kinase ; Mitojenler = Mitogens ; Sferoid = Spheroid ; Transformasyon-genetik = Transformation-genetic

Özet:
Prostat kanseri androjene bağımlı olarak seyrederken, kastrasyon oluşturulduğunda hastalıkta gerileme görülebilmektedir. Çalışmamızda androjen bağımsız PC3, androjen bağımlı LNCaP ve sağlıklı prostat hücre hattı RWPE-1 kullanıldı. İnsan prostat kanserinde mikrotübül hedefli tedavi etkilerini incelemek amacıyla, doğada boron formunda bulunan ve esansiyel bir bileşik olan FBA kemoterapötik olarak seçildi. FBA'nın tubulin polimerizasyon inhibisyonu etkisini karşılaştırabilmek için aynı sınıfta yer alan Kolşisin pozitif kontrol olarak çalışmaya dahil edildi. 2D kültür modelinde 3 hücre hattına FBA ve Kolşisin uygulanarak canlılık analizleri yapıldı. Prostat kanseri hücrelerine koloni formasyon analizi, çoğalma analizi ve migrasyon analizi yapılarak kemoterapötiklerin etkileri karşılaştırıldı. 3D kültür modelinde prostat kanseri hücrelerine FBA ve Kolşisin uygulanarak canlılık ve proliferasyon analizleri yapıldı. 48 saatlik FBA uygulamasının her iki kanser hücre hattında da migrasyonu Kolşisin'den daha fazla engellediği görüldü. Koloni formasyon analizlerinde 24 saatlik FBA uygulamasının formasyonu önlediği görüldü. Her iki kültür modelinde FBA uygulamasının proliferasyon parametrelerinde azalmaya sebep olduğu tespit edildi. FBA'nın oluşturduğu hücresel yanıt, MAPK yolağına ait üç temel kinaz proteinin immünofloresan intensite analizi ile incelendi. Gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar gözlendi. ERK ekspresyon oranı kültür modelleri, uygulama süreleri ve kemoterapötiklere göre farklılıklar gösterdi. 2D kültür modelinde 24 saat FBA uygulamasının PC3 ve LNCaP hücrelerinde JNK ekspresyon oranında azalmaya sebep olduğu görülürken, 3D kültür modelinde PC3 hücrelerinde kemoterapötik uygulamalarının p38 ekspresyon oranında artışa sebep olduğu görüldü. Yarı ince kesitler incelendiğinde FBA'nın kanser hücrelerinde oluşturduğu morfolojik deformasyon etkisinin Kolşisin uygulanan hücrelere kıyasla daha belirgin olduğu görüldü. FBA'nın neden olduğu morfolojik bozukluklar ultrastrüktürel düzeyde ilk olarak bu çalışmada görüntülendi.

Abstract:
Although prostate cancer is androgen-dependent, castration might result in regression of the disease. In our study PC3, LNCaP and RWPE-1 were used. In order to examine the effects of microtubule-targeted therapy in human prostate cancer, Phenylboronic acid (PBA), an essential compound found in nature in the form of boron, was selected as a chemotherapeutic. In order to compare the tubulin polymerization inhibition effect of PBA, Colchicine, which belongs to the same class, was included to the study as a positive control. Viability analyses were performed by treating PBA and Colchicine to all 3 cell lines in a 2D culture model. Colony formation analysis, proliferation analysis and migration analysis were performed on prostate cancer cells and the effects of chemotherapeutics were compared. Viability and proliferation analyses were performed by treating prostate cancer cells with PBA and Colchicine in a 3D culture model. In both cancer cell lines, 48 hours of PBA treatment inhibited migration to a greater extent in comparison to Colchicine. Colony formation analysis showed that the 24 hours PBA treatment prevented the formation of colonies. In addition, It was determined that PBA caused a decrease in proliferation parameters in both culture models. The cellular response induced by PBA was examined by immunofluorescence intensity analysis of three basic kinase proteins of the MAPK pathway where statistically significant differences were observed between the groups. There were differences in ERK expression depending on the culture methods, chemotherapeutics and treatment times. In the 2D culture model, 24 hours of PBA treatment caused a decrease in JNK expression in PC3 and LNCaP cells. Both of the chemotherapeutics treatment led to an increase in p38 expression in 3D culture model PC3 cells. On the semi-thin sections it was seen that the morphological deformation effect of PBA on cancer cells was more pronounced compared to Colchicine-treated samples. Morphological defects caused by PBA were first visualized in this study at the ultrastructural level.