Karbonik anhidraz-IX enzim inhibitör özelliği gösteren yeni aromatik sülfonamit türevlerinin antikanser özelliklerinin incelenmesi
Investigation of anticancer properties of new sulfonamide derivative showed carbonic anhydrase-IX enzyme inhibitor feature
Yazar: ÖZGÜR YÜKSEKDAĞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL KOYUNCU
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
CA-IX enzimi, çeŞitli solid tümörlerde yüksek düzeyde sentezlenirken, normal dokularda sınırlı bir Şekilde sentezlendiği, bu yüzden kanser tedavisi için özellikle çekici bir hedeftir. Transmembran karbonik anhidraz enzimlerinden olan CA-IX, tümör metabolizması ile iliŞkili olarak bilinen en önemli enzimlerden biridir. CA-IX tümörlü hücrelerin hücre içi ve hücre dıŞı pH düzenlenmesini sağlayarak hipoksik ve asidik koŞullara adaptasyonunu sağlar. CA-IX, tümör hücresinin büyümesi ve hayatta kalması için uygun bir hücre içi pH sağlayıp, aynı zamanda hücre dıŞı asidikliği artırarak tümör hücresinin invazivliğinide kolaylaŞtırmaktadır. Son zamanlarda; CA-IX'a spesifik küçük molekül inhibitörleri kullanılarak CA-IX'un katalitik aktivitesine yapılan farmakolojik müdahaleler sonucunda kanser hücrelerinin pH düzeninin bozulduğu, primer tümör büyümesi ve metastazının zarar gördüğü gösterilmiŞtir. Klinik öncesi ya da klinik olarak geliŞtirilmekte olan bu maddelerin birçoğu, kanser tedavisi için yeni bir hedef strateji oluŞturmaktadır. Bundan dolayı karbonik anhidraz (CA) inhibitörleri; potansiyel yeni bir anti-tümör ajan sınıfı olarak önerilmiŞtir. Sülfonamitler çok çeŞitli biyolojik aktiviteye sahip olup, son zamanlarda ise in vitro ve/veya in vivo ortamda antikanser aktivite gösterdiği tespit edilmiŞtir. Antikanser aktivitesini çeŞitli mekanizmalar üzerinde gerçekleŞtirmekte olup en önemli mekanizması karbonik anhidraz izozimlerinin inhibisyonu yoluyla olmaktadır. Bu çalıŞmanın amacı, CA-IX'a yüksek afinite gösteren, yeni sentezlenen 8 amin ve imin sülfonamit türevi inhibitörlerin CA-IX-pozitif ve CA-IX-negatif hücre hatlarının proliferasyonu ve apoptozisi üzerindeki etkisi ile bu etkinin intracellular serbest radikal üretimi ile korelasyonunu incelemektir. Bu amaçla, CA-IX sentezleyen HELA (insan serviks adenokarsinom hücre hattı) CA-IX sentezlemeyen MDA-MB-231 (insan metastazik göğüs adenokarsinom hücre hattı) kontrol olarakta; PNTA1 (normal insan prostad hücre hattı) kullanıldı. Sülfonamid türevi bileŞiklerin hücre canlılığı üzerine etkileri WST-1 testi ile belirlendikten sonra her bir bileŞiğin IC50 değeri hesaplandı. ÇalıŞmada kullanılan sekiz madde arasından, sitotoksik etki düzeyi yüksek olan 7. ve 8. maddelerin; hücre proliferasyonu üzerindeki etkisi BrdU elisa yöntemi, apoptoz ve nekroz etkisi flow sitometrik annexin-V analizi, hücre içi serbest radikal değiŞimi ROS yöntemiyle incelendi. Yüksek sitotoksik etki gösteren 7. ve 8. bileŞiklerin IC50: 14,92-23,91µM değerlerinin antiproliferatif etki gösterdiği tespit edildi. Bu maddelerin HELA hücreleri üzerinde apoptotik etki etki gösterdiği ve bu etkinin çoğunlukla erken apoptozis safhasında olduğu gözlemlendi. Ayrıca apoptotik etkinin ROS artıŞıyla korelasyon gösterdiğide tespit edildi. Bu araŞtırmayla laboratuarımızda sentezlenen yeni amin ve imin sülfonamit türevlerinin kanser ve normal hücre hatları üzerindeki etkilerini gösteren verilerin literatürde ilk kez yer alması sağlanacaktır. Bu projeden elde edeceğimiz veriler, hayvan deneyleri ve ardından klinik faz çalıŞmaları gibi yeni projelere ıŞık tutacak ve özellikle kanser tedavisi için yeni ve özgün çalıŞma alanları doğuracaktır.

ANAHTAR KELİMELER: sülfonamid türevi, antikanser, apoptozis, karbonik anhidraz-ıx

Abstract:
CAIX is an especially attractive target for cancer therapy, in part because it is overexpressed in a wide variety of solid tumors, but is expressed in a limited way in normal tissues. Membrane-associated carbonic anhydrase CAIX is one of the most important enzyme, that is related to tumor metabolism. CAIX exerts its biological effects to adaptation of hypoxia and asidification in tumor cells, via its influence on regulation of intracellular and extracellular pH. Although CAIX; functions to help produce and maintain an intracellular pH (pHi) favorable for tumor cell growth and survival, while at the same time participating in the generation of an increasingly acidic extracellular space, facilitating tumor cell invasiveness.Pharmacologic interference of CAIX catalytic activity using CAIX-specific small molecule inhibitors, consequently disrupting pH regulation by cancer cells, has been shown recently to impair primary tumor growth and metastasis. Many of these agents are in preclinical or clinical development and constitute a novel, targeted strategy for cancer therapy. Recently, carbonic anhydrase (CA) inhibitors have been proposed as a potential new class of antitumor agents. Sulfonamides posses many types of biological activities and have recently been reported to show substantial antitumor activity in vitro and/or in vivo. There are a variety of mechanisms for the anticancer activity and the most prominent of these is through the inhibition of carbonic anhydrase isozymes. The aim of this study will be to evaluated the effects of CA IX inhibitors, namely amine and imin sulfonamides derivatives newly synthesized aromatic sulfonamides with high affinity for CA IX, on cell proliferation and apoptosis in CA IX-positive and CAIX-negative cell lines and correlate these findings with CAIX expression. For this purpose, CA IX positive HELA (human serviks adenocarsinom cell line), HT-29 (human colon adenocarsinom cell line) and CA IX negative MDA-MB-231(human breast adenocarsinom cell line) and as a control PNT1 (normal human prostad cell line),HEK-293 (normal human embriyonic kidney cell lines) were used. Effect of sulfonamides on cell viability will be determined by WST-1 assay and then IC50 value of each component determined. Sitotoksik etki düzeyi yüksek olan 7. ve 8. maddelerin; hücre proliferasyonu üzerindeki etkisi BrdU elisa yöntemi, apoptoz ve nekroz etkisi flow sitometrik annexin-V analizi, hücre içi serbest radikal değiĢimi ROS yöntemiyle incelendi. Yüksek sitotoksik etki gösteren 7. ve 8. bileĢiklerin IC50: 14,92-23,91μM değerlerinin antiproliferatif etki gösterdiği tespit edildi. Bu maddelerin HELA hücreleri üzerinde apoptotik etki etki gösterdiği ve bu etkinin çoğunla erken apoptozis safhasında olduğu gözlemlendi. Ayrıca apoptotik etkinin ROS artıĢıyla korelasyon gösterdiğide tespit edildi. This research will supply the data to effect of amine and imine sulfonamide derivatives which will be synthesized in our organic chemistry laboratory, for treatment of cancerous and normal cell lines for the first time in literature. Results of this study will be encouraging for future project such as animal model experiments and afterward some clinical phase studies: data to be obtained would make possible to find out some new and original study areas especially in the treatment of cancer.