Bortezomibin HL-60 promyelositik lösemi hücrelerindeki antikanser etkisinin JAK/STAT sinyal yolağı ile ilişkisinin araştırılması
Investigation of the relationship between the anticancer effect of bortezomib in HL-60 promyelocytic leukemia cells and the JAK/STAT signaling pathway
Yazar: ZAHRAA ABDULKAREEM NASHOOR NASHOOR
Danışman: DOÇ. DR. EMİNE ÖKSÜZOĞLU
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Moleküler biyoloji = Molecular biology

Özet:
JAK/STAT (Janus Kinaz Dönüştürücüleri ve Transkripsiyon Aktivatörleri) sinyal yolağı, hücre büyümesi, gelişmesi, hayatta kalma, tümör oluşumu ve hücre farklılaşması gibi birçok hücresel olayda yer alır. Ancak bağışıklık hücreleri ve hematopoietik hücreler için kritik öneme sahiptir. Kan hücrelerinin normal oluşumunun devamı için JAK/STAT yolunun düzgün çalışması gereklidir. Bu yolakta ortaya çıkabilecek mutasyonlar, JAK/STAT işlevselliğini bozarak hemotolojik kanserlere neden olabilir. Lösemi, myeloid ve lenfoid kökenli hemotolojik bir kanser türüdür. JAK/STAT sinyal yolağı hemotolojik kanserlerden olan löseminin tedavisinde uygun hedeflerden biri haline gelmiştir. Dolayısıyla, çalışmamızda,  hematolojik kanserlerde JAK/STAT sinyal yolunun rolünü aydınlatmak için, bortezomib uygulanmış HL-60 (akut myeloid lösemi) hücre hattında JAK/STAT sinyal yolağı genlerinin ekspresyon düzeyleri araştırılmıştır. HL-60 lösemi hücre hattı hücre kültüründe çoğaltıldı. Hücre hattına uygulanan bortezomibin IC50 değeri belirlemek için MTT analizi yapıldı. Ardından, RNA izolasyonu gerçekleştirilerek cDNA sentezi yapıldı. JAK/STAT sinyal yolağında yer alan JAK1, JAK2, JAK3, STAT1, STAT3, STAT5A ve STAT5B genlerinin ekspresyonları Real-Time qPCR kullanılarak analiz edildi. Bulgularımıza göre, HL-60 hücre hattında JAK1, JAK2 ve JAK3 gen ekspresyonlarının bütün bortezomib dozlarında istatistiksel olarak anlamlı derecede azaldığı belirlendi. STAT1, STAT5A ve STAT5B gen ekspresyonlarında tüm dozlarda önemli oranda düşüş gözlendi. Fakat STAT3 gen ifadesininde 20nM'da azalma görülmedi, diğer dozlarda ise STAT1 ve STAT5(A,B) genlerine göre daha az azalma belirlendi. Sonuç olarak, bortezomibin HL-60 lösemi hücrelerinde neden olduğu antikanser etkisini JAK/STAT yolağını baskılayarak gerçekleştirdiğini göstermiştir. Böylece,  baskılanan bu JAK/STAT genlerine spesifik yeni inhibitör ilaçlar geliştirilerek, akut myeloid lösemi hastaları için alternatif tedavi stratejilerinin oluşturulması mümkün olabilir.

Abstract:
The JAK/STAT (Janus Kinase Transducers and Activators of Transcription) signaling pathway is involved in many cellular events such as cell growth, development, survival, tumorigenesis, and cell differentiation. But it is critical for immune cells and hematopoietic cells. Proper functioning of JAK/STAT pathway is necessary for the normal formation of blood cells. Mutations that may occur in this pathway may cause hematological cancers by disrupting JAK/STAT functionality. Leukemia is a type of hematological cancer of myeloid and lymphoid origin. JAK/STAT signaling pathway has become one of the appropriate targets in the treatment of leukemia, one of the hematological cancers. Therefore, in our study, the expression levels of JAK/STAT signaling pathway genes were investigated in bortezomib-treated HL-60 (acute myeloid leukemia) cell line to elucidate the role of JAK/STAT signaling pathway in hematological cancers. HL-60 leukemia cell line was propagated in cell culture. MTT analysis was performed to determine the IC50 value of bortezomib applied to the cell line. Then, cDNA synthesis was performed by RNA isolation. Expressions of JAK1, JAK2, JAK3, STAT1, STAT3, STAT5A and STAT5B genes in the JAK/STAT signaling pathway were analyzed using Real-Time qPCR. According to our findings, it was determined that JAK1, JAK2 and JAK3 gene expressions in the HL-60 cell line were statistically significantly decreased at all bortezomib doses. A significant decrease was observed in STAT1, STAT5A and STAT5B gene expressions at all doses. However, no decrease was observed in STAT3 gene expression at 20nM, while a lesser decrease was detected at other doses compared to STAT1 and STAT5(A,B) genes. In conclusion, bortezomib showed its anticancer effect on HL-60 leukemia cells by suppressing the JAK/STAT pathway. Thus, it may be possible to develop alternative treatment strategies for patients with acute myeloid leukemia by developing new inhibitory drugs specific to these suppressed JAK/STAT genes. Keywords: Acute Myeloid Leukemia, HL-60 Cell Line, Bortezomib, JAK/STAT Signaling Pathway, Real-Time qPCR.