Metilsülfonilmetanın OVCAR-3, SKOV-3 ve A2780 over kanseri hücrelerinde apoptoz ve otofaji üzerindeki etkileri
Effects of methylsulfonylmethane on apoptosis and autophagy in OVCAR-3, SKOV-3 ve A2780 ovarian cancer cells
Yazar: HATİCE MELİS ÇOŞGUN
Danışman: DOÇ. DR. ARZU ZEYNEP KARABAY
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya (Ecz) Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Dünya genelinde, over kanseri kadınlarda en yaygın yedinci kanser türüdür ve kanser kaynaklı ölümlerin en yaygın sekizinci nedeni olup beş yıllık hayatta kalma oranı %45'in altındadır. Bu hastalığın ortadan kaldırılmasında başlıca tedavi seçenekleri cerrahi ve kemoterapidir. Bunların yanında hedefli tedaviler ve hormonlar da kullanılmaktadır. Programlı hücre ölümü (PCD) olarak adlandırılan apoptoz çok hücreli organizmalar için hem fizyolojik hem de patolojik olarak önem taşıyan bir olgudur. Kanser ekseninde apoptoz süreçlerinin sağlıklı işletilememesi ve apoptoza direnç gelişimi gözlenmektedir. Hücre canlılığını etkileyen bir başka olgu olan otofaji ise hücrenin kendi kendini sindirmesi olarak bilinen, hücrenin organel ve içeriğinin otofagozom olarak adlandırılan çift zarlı veziküllerin içine alınarak lizozomal yıkımın gerçekleştiği homeostatik katabolik bir süreçtir. Otofaji, onkojenik aktivasyon sonrasında kanseri teşvik etmekte; ancak tümörün başlaması ve malign dönüşümde hasarlı ve bozuk hücrelerin ortadan kaldırılmasında inhibitör etkiler de sergilemektedir. Bu nedenle, otofajinin kanser gelişiminde ikili rolü olduğu bildirilmiştir. Son yıllarda, daha az yan etki potansiyeline sahip olmaları nedeniyle doğal ürünler ve diyet destek preparatlarının kanser karşıtı etkilerinn araştırılması dikkat çekici bir araştırma alanı olmuştur. Genel olarak güvenli olarak tanınan (GRAS) bir madde olan ve yüksek dozlarda toksik etki sergilemeksizin kullanılabilen MSM, ağrı, iltihaplanma, alerji, artrit, parazit enfeksiyonlar ve saç, cilt ve tırnaklarda normal keratin seviyelerinin korunması gibi çok çeşitli durumlarda kullanılan popüler bir besin takviyesidir. Geçtiğimiz birkaç yıl içerisinde MSM'in çeşitli kanser hücreleri üzerinde apoptotik etkiler sergileyebildiği bildirilmiştir. Bu çalışmada MSM,  OVCAR-3, SKOV-3 Ve A2780 over kanseri hücreleri üzerinde test edilmiştir. Hücreler farklı dozlardaki MSM ile inkübe edildikten sonra canlılık testi, kaspaz aktivite tayini, apoptoz tayini ve otofajik otofagozomların belirlenmesi spektrofotometrik ölçüm ve akım sitometri ile gerçekleştirilmiştir. MSM'nin her üç over kanseri hücresi üzerinde de belirli dozlarda hücre canlılığını anlamlı olarak azalttığı ve apoptozu anlamlı olarak indüklediği belirlenmiştir. MSM'nin etkin sitotoksik dozları arasında olan 300 mM dozda her üç over kanseri hücresinde de kaspaz-3 enzim aktivitesini anlamlı olarak arttırdığı belirlenmiştir. Otofagozomların floresan boyanması ise MSM'nin 300 mM ve 400 mM'lık dozlarında farklı etkiler sergilediğini ortaya koymuştur. SKOV-3 hücrelerinde 300 mM ve 400 mM MSM kontrol grubuna göre otofagozomların floresan boyanmasını arttırmış, OVCAR-3 hücrelerinde sadece 300 mM MSM ile boyanmada artış, 400 mM MSM ile boyanmada azalma gözlenmiş, A2780 hücrelerinde ise 300 mM MSM dozuyla anlamlı bir değişiklik belirlenmemiş, 400 mM MSM ile boyanmada azalma belirlenmiştir. Özetle, bu çalışmanın sonuçları MSM'nin kaspaz-3 enzim aktivitesini arttırdığı, apoptozu indüklediğini ortaya koymuştur. Gelecekte, MSM'nin otofaji üzerindeki etkileri ise doza bağımlı olarak farklılık göstermiştir. MSM'nin, apoptotik bir ajan olarak over kanseri tedavisi için klinikte kullanımına yönelik çalışmaların yapılması ve otofaji üzerindeki etkilerinin daha ayrıntılı analizi önerilmektedir.

Abstract:
Worldwide, ovarian cancer is the seventh most common type of cancer in women and the eighth most common cause of cancer death, with a five-year survival rate of less than 45%. The main treatment options for eliminating this disease are surgery and chemotherapy. In addition, targeted therapies and hormones are also used. Apoptosis, called programmed cell death (PCD), is a phenomenon of both physiological and pathological importance for multicellular organisms. In the cancer axis, the failure of apoptosis processes to operate properly and the development of resistance to apoptosis are observed. Autophagy, another phenomenon that affects cell viability, is a homeostatic catabolic process known as the self-digestion of the cell, in which the organelles and contents of the cell are enclosed in double-membrane vesicles called autophagosomes and lysosomal destruction occurs. Autophagy promotes cancer after oncogenic activation; However, it also exhibits inhibitory effects in the elimination of damaged and damaged cells during tumor initiation and malignant transformation. Therefore, autophagy has been reported to have a dual role in cancer development. In recent years, investigating the anti-cancer effects of natural products and dietary supplement preparations has become a remarkable research area because they have less potential for side effects. MSM, a generally recognized as safe (GRAS) substance that can be used in high doses without toxic effects, is a popular dietary supplement used for a wide variety of conditions, including pain, inflammation, allergies, arthritis, parasitic infections, and maintaining normal keratin levels in hair, skin and nails. Over the past few years, it has been reported that MSM can exert apoptotic effects on various cancer cells. In this study, MSM, OVCAR-3, SKOV-3 and A2780 were tested on ovarian cancer cells. After the cells were incubated with different doses of MSM, viability test, caspase activity determination, apoptosis determination and determination of autophagic autophagosomes were performed by spectrophotometric measurement and flow cytometry. It was determined that MSM significantly reduced cell viability and significantly induced apoptosis at certain doses on all three ovarian cancer cells. It was determined that MSM significantly increased caspase-3 enzyme activity in all three ovarian cancer cells at a dose of 300 mM, which is among the effective cytotoxic doses. Fluorescent staining of autophagosomes revealed that MSM exhibited different effects at doses of 300 mM and 400 mM. In SKOV-3 cells, 300 mM and 400 mM MSM increased the fluorescent staining of autophagosomes compared to the control group. In OVCAR-3 cells, an increase in staining was observed only with 300 mM MSM and a decrease in staining with 400 mM MSM. In A2780 cells, no significant change was detected with the 300 mM MSM dose. A decrease in staining was determined with 400 mM MSM. In summary, the results of this study revealed that MSM increased caspase-3 enzyme activity and induced apoptosis. In the future, the effects of MSM on autophagy differed depending on the dose. It is recommended to conduct clinical studies on the use of MSM as an apoptotic agent for the treatment of ovarian cancer and to analyze its effects on autophagy in more detail.