Her2 ekspresyonu olan meme kanseri hücrelerinde ökaryotik elongasyon faktör-2 kinaz (EEF2K) aktivasyonunun rolü
The role of eukaryotic elongation factor-2 kinase (EEF2K) activation in her2 expressing breast cancer cells
Yazar: MUSTAFA EMRE GEDİK
Danışman: PROF. DR. AYŞE LALE DOĞAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Tümör Biyolojisi ve İmmünolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Elongasyon faktörü 2 = Elongation factor 2 ; Gen ifadesi = Gene expression ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Trastuzumab = Trastuzumab

Özet:
HER2'nin sürekli aktivasyonu, hücre çoğalması, sağkalımı ve migrasyonu gibi çeşitli biyolojik cevapların regülasyonunun bozulmasına ve tümör gelişimine yol açmaktadır. eEF2K, protein sentezinin düzenlenmesinde rol oynayan bir protein kinazdır. Bazı kanser hücrelerinde, eEF2K aktivitesinin artmasıyla birlikte hücrelerin stres koşullarına adaptasyon ve ilaç direnci geliştirdiği bilinmektedir. HER2 ifadesi olan kanser hücrelerinde eEF2K'nın ekspresyon düzeyi ve aktivitesi henüz bilinmemektedir. Bu amaç doğrultusunda yapılan in silico analizler sonucunda, HER2 ilişkili sinyal yolağı proteinleri gen ekspresyonları ile eEF2K gen ekspresyonunun korelasyon gösterdiği ve üçlü negatif meme kanserine oranla HER2+ meme kanserinde eEF2K'nın daha kuvvetli düzenlendiği belirlendi. HER2 ifadesi olan 5 hücre dizisinde trastuzumabın PI3K/Akt/mTOR sinyal yolağı üzerinde inhibitör etkisi gösterildi ve eEF2K/eEF2 protein aktiviteleri ile ilişkisi incelendi. Trastuzumabın sinyal kaskadında en güçlü inhibitör etkisinin Akt aktivasyonu üzerinde olduğu belirlendi. İlaç uygulanan BT-474, MDA-MB-361, MDA-MB-453 ve UACC-893 hücrelerinde eEF2K'nın aktivasyonunun 6 saatin sonunda azalmakla beraber, 48 saatin sonunda arttığı ve eEF2 fosforilasyonu artışı ile hücrelerde proliferasyonun azaldığı gösterildi. eEF2K aktivitesindeki değişiklikler trastuzumabın S6K protein aktivasyonu üzerindeki etkisi ile uyumlu bulundu. Buna göre, HER2 eksprese eden meme kanserinde AKT ve S6K aktivitilerinin baskılanmasının eEF2 aracılı hücre proliferasyonuna etkisi ilk kez gösterildi. Hücre proliferasyonu analizlerine göre, BT-474 ve SKBR-3 hücrelerindeki proliferasyonun daha güçlü olarak baskılanması dikkat çekti. Bu sonuçlara ilave olarak, trastuzumabın eEF2K'nın aktivatörü olan AMPK'nın ekspresyonunu da BT-474 ve SKBR-3 hücrelerinde istatistiksel anlamlı olarak azaldığı saptandı. Sonuç olarak, HER2 ifadesi olan meme kanseri hücre dizilerinde PI3K/Akt/mTor sinyal yolağının eEF2K aktivitesi üzerinde düzenleyici etkisi olduğuna ve HER2 meme kanserinde eEF2K'nın önemli bir terapötik hedef olabileceğini kanaat edildi.

Abstract:
Continuous activation of HER2 leads to the deregulation of various biological responses such as cell proliferation, survival, and migration, and tumor growth. eEF2K is a protein kinase involved in the regulation of protein synthesis. It is known that, in some cancer cells, with the increase of eEF2K activity, the cells develop adaptation to stress conditions and drug resistance. The expression level and activity of eEF2K in HER2-expressing cancer cells is not yet known. As a result of the in silico analyzes performed in line with this purpose, it was determined that gene expressions  of HER2-related signaling pathway were correlated with eEF2K gene expression and eEF2K was more regulated in HER2+ breast cancer compared to TNBC (triple negative breast cancer) breast cancer. the inhibitory effect of trastuzumab on the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway was demonstrated and its relationship with eEF2K/eEF2 protein activities in five HER2-expressing cell lines. It was determined that the strongest inhibitory effect of trastuzumab in the signal cascade was on Akt activation. In BT-474, MDA-MB-361, MDA-MB-453 and UACC-893 cells treated with drugs, it was shown that the activation of eEF2K decreased after 6 hours, but increased at the end of 48 hours and decreased proliferation with the increase in eEF2 phosphorylation. Changes in eEF2K activity were found to be consistent with the effect of trastuzumab on S6K protein activation. Accordingly, the effect of suppression of AKT and S6K activities on eEF2-mediated cell proliferation in HER2-expressing breast cancer was demonstrated for the first time. According to cell proliferation analysis, a stronger suppression of proliferation in BT-474 and SKBR-3 cells was noted. In addition to these results, the expression of AMPK, which is the activator of eEF2K, was also found to be statistically significantly decreased in BT-474 and SKBR-3 cells. As a result, it was concluded that PI3K/Akt/mTor signaling pathway has a regulatory effect on eEF2K activity in HER2-expressing breast cancer cell lines with, and eEF2K may be an important therapeutic target in HER2-expressing breast cancer.