Metformin ve elektromanyetik alanın kanser ve yaşlanma sürecine etki eden moleküler mekanizmaların araştırılması
Investigation of molecular mechanisms of metformin and electromagnetic field affecting cancer and aging process
Yazar: TUĞBA SOYDAŞ
Danışman: PROF. DR. MATEM TUNÇDEMİR ; PROF. DR. GÖNÜL KANIGÜR
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Metformin = Metformin ; Moleküler analiz = Moleküler analysis ; Moleküler yapı = Molecular structure ; Moleküller = Molecules ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Nükleer faktör-kappa B = Nuclear factor-kappa B ; Yaşlanma = Aging

Özet:
Yaşlanma ve kanser birbiriyle son derece ilişkili biyolojik fenomenlerdir. Bu süreçler, genotoksik stres, oksidatif stres gibi homeostazdaki dengesizlik ile ilişkilendirilir. Mevcut veriler, hem yaşlanmanın hem de kanserin temel mekanizmalarının, reaktif oksijen türlerinin neden olduğu endojen stres kaynaklı DNA hasarı ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Ayrıca, 50 Hz düşük frekanslı elektromanyetik alanın DNA hasarına, kromozomal kararsızlığa neden olduğu bildirilmiştir. NF-κB, yaşa bağlı kanserlerde upregüle edilir ve NF-kB'nin inhibisyonunun yaşlanmayla ilişkili patolojilerin gecikmesine yol açtığı deneysel verilerle gösterilmiştir. Ayrıca, bir NF-kB inhibitörü olan metformin, sadece NF-kB aktivasyonunu ve ekspresyonunu önemli ölçüde azaltmakla kalmaz, aynı zamanda yaşa bağlı birçok hastalıkta olası bir yaşlanma karşıtı ve anti-kanser etkiye de sahiptir. Böylece, 50 Hz frekanslı elektromanyetik alanın ve metformin uygulamasının yaşlı NIH/3T3 fibroblast hücrelerinin canlılık ve proliferasyonu üzerine etkilerini ve RELA/p65, MMP2, MMP9, CHD1 genlerinin ekspresyonu üzerine olan etkisini araştırmayı amaçladık. Hücre canlılığı ve proliferasyonu analiz edildi. MMP-2 ve MMP-9 protein miktarı için immünositokimya metodu ve NF-kB aktivitesi için ELISA, qRT-PCR ile RELA/p65 CDH1, MMP-2 ve MMP-9 gen ekspresyonları analiz edildi. Metforminin farklı dozları (500 uM, 1 mM, 2mM, 10 mM), 50 Hz elektromanyetik alana maruz kalan yaşlanan NIH/3T3 fibroblastın canlılığını ve proliferasyonunu doza bağlı olarak azaltmış, maksimum inhibisyon ise 10 mM metformin konsantrasyonda gözlenmiştir. Metformin, sadece RELA ekspresyonunu önemli ölçüde downregüle etmek ve NF-kB aktivitesini inhibe etmekle kalmaz, aynı zamanda MMP2, MMP9 ve CHD1 ifadesi aracılığıyla ters aracılık edilebilen 50 Hz frekanslı elektromanyetik alanda yaşlanan NIH/3T3 fibroblastlarının proliferasyonunu da baskıladı.

Abstract:
Aging and cancer are highly related biological phenomena. These processes are associated with imbalance in homeostasis, such as genotoxic stress, oxidative stress. Current evidence suggests that the key mechanisms of both aging and cancer are related to endogenous stress-induced DNA damage caused by reactive oxygen species. It has also been reported that 50 Hz of low frequency electromagnetic fields  induces DNA damage, chromosomal instability. NF-κB is upregulated in age-related cancers and has been demonstrated by experimental data showing that inhibition of NF-κB leads to delayed aging-related pathologies. Moreover, metformin, an NF-kB inhibitor, not only significantly reduces NF-kB activation and expression, but also has a possible anti-aging and anti-cancer effect in many of the age-related diseases. We aimed to investigate effects of 50 Hz frequency electromagnetic fields and metformin treatment on viability and proliferation and of aging NIH/3T3 fibroblast , and the expression of  RELA/p65, MMP2, MMP9, CHD1 genes. The cell viability and proliferation were analyzed. Immunocytochemistry was performed for MMP-2 and MMP-9, and ELISA for NF-kB activity, QRT-PCR for RELA/p65, CDH1, MMP-2, and MMP-9 expression. Different doses of metformin (500 uM, 1 mM, 2mM, 10 mM) reduced the viability and proliferation of aging NIH/3T3 fibroblast exposed to 50 Hz 5mT electromagnetic field in a dose-dependent manner, maximum inhibition was observed at 10 mM. Metformin not only significantly down-regulated RELA expression and inhibited NF-kB activity, but also inhibited the proliferation of aging NIH/3T3 fibroblast at 50 Hz frequency electromagnetic field which could be inversely mediated via MMP2, MMP9 and CHD1 expression.