Parental olaparib-dirençli MCF7 meme kanseri hücrelerinin olaparib yanıtında MUM1 proteininin etkisinin araştırılması
Parental olaparib-resistant MCF7 breast canser inverstigation of the effect of MUM1 protein on the cells response to olaparib
Yazar: ÇİĞDEM KİŞEÇOK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN GÜNDOĞDU
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
MUM1 (EXPAND1) proteininin DNA hasarına karşı hücre sağ-kalımını desteklediği gösterilmiştir. DNA hasarı durumunda, MUM1 proteininin tümör süppressör 53BP1 proteiniyle etkileşime girdiği ve neticede hasarlı kromatin bölgesinde toplanarak kromatin relaksasyonunu desteklediği bildirilmiştir. DNA hasarına uğrayan MUM1-inaktif hücrelerde ise defektif kromatin dekondensasyonu nedeniyle oluşan lezyonların biriktiği ve bu nedenle söz konusu hücrelerin genotoksik saldırılara daha hassas hale geldiği gösterilmiştir. Ayrıca, MUM1 protein seviyesinin klinikte başarılı sonuçlar sağlayan PARP inhibitör tedavi yanıtının tahmininde kullanılabilir bir biyobelirteç olabileceği ileri sürülmüştür.
Projemizin amacı, PARP inhibitör tedavi yanıtının tahmin edilebilmesi için MUM1 ekspresyon seviyesinin parental ve olaparib dirençli kanser hücrelerinde prediktif bir biyobelirteç olarak kullanılabilir olup olmadığının araştırılmasıdır. Memeli hücre kültürü teknikleri ve MCF7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücre hatları kullanılarak gerçekleştirdiğimiz çalışmalarda, MUM1 biyolojisinin normal şartlar altında ve eksojen DNA hasarı durumundaki fonksiyonel etkisi araştırıldı. Endojen olarak eksprese edilen hedef genlerin mRNA'ları RNA interferans teknolojisi kullanılarak susturuldu. Western blot analizleri gerçekleştirilerek siRNA manipülasyonları teyit edildi ve farklı protein ekspresyon düzeyleri araştırıldı. Kantitatif PCR tekniği kullanılarak MUM1-efektif ve defektif hücrelerdeki p53 ve p21 mRNA miktarları karşılaştırıldı. MUM1'in tekli veya PARP ile birlikte ikili inaktivasyonunun BRCA2-efektif veya defektif arka planlarda hücre canlılığına veya koloni sağ-kalımına olan etkileri in vitro sitotoksisite analizleriyle belirlendi. Sürekli seleksiyon tekniğiyle kullanılarak olaparib-dirençli MCF7 meme kanseri hücreleri geliştirildi ve MUM1 proteininin olaparib tedavisine olan katkısı değerlendirildi. Elde ettiğimiz sonuçlar, MUM1'in baskılandığı hücrelerde p53 ve p21 aktivelerinin geçici olarak arttığını ancak bu durumun hücre canlılığına ve koloni sağ-kalımına etki etmediğini gösterdi. MUM1 proteininin PARP inhibitör tedavisine karşı  MDA-MB-231 meme kanseri hücre sağ-kalımını desteklediği, dolayısıyla MUM1 ekspresyonunun PARP inhibitör yanıtının tahmininde kullanılabilir bir biyobelirteç olabileceği belirlendi. 
Sonuç olarak projemiz, önemli bir DNA hasar yanıt faktörü olma potansiyeli taşıyan MUM1 proteininin daha kapsamlı araştırmaların yapılmasıyla prediktif bir biyogösterge olarak klinikte hasta stratifikasyonunda kullanılabilir olduğunu ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
MUM1 (EXPAND1) protein was revealed to support cell survival against DNA damage. Upon DNA damage, MUM1 interacts with the tumour suppressor 53BP1 and consequently become recruited towards the damaged chromatin to support the chromatin relaxation. In response to DNA damage, the chromatin decondensation becomes defective in MUM1-deficient cells, which are therefore sensitised to genotoxic insults. In addition, a genome-wide screen identified MUM1 levels as a potential biomarker to predict the treatment response of PARP inhibitors that provide successful outcomes in the clinic.
Our project aimed to investigate whether MUM1 levels can be used as a predictive biomarker  of PARP inhibitor treatment. Mammalian cell culture was used to uncover the functional effect of MUM1 biology in cells with/without exogenous DNA damage. The RNA interference was utilised to knockdown the mRNA expression of target genes. siRNA manipulations were confirmed and different expression profiles were studied by Western blotting analysis. p53 and p21 mRNA levels in MUM1-effective and defective cells were analysed by quantitative PCR analysis. In vitro cytotoxicity analyses were conducted to assess the effect of inactivation of MUM1 alone or together with PARP on the cell viability and colony survival of BRCA-effective or defective cells. The results showed that p53 and p21 activations temporarily increased in cells with MUM1-knockdown, however, MUM1 deficiency did not affect the viability and clonogenic survival of cells compared to controls. Our experiments revealed that MUM1 supports MDA-MB-231 cell survival against PARP inhibition, suggesting MUM1 expression as a biomarker that can be used to predict PARP inhibitor response. As a result, our findings suggested that MUM1 protein might deserve future research to become a potential PARP inhibitor biomarker for patient stratification in the clinic.