SARS cov 2 spike protein mrna'sının farklı hücre hatlarında oluşturacağı immün yanıtın genomik ve proteomik olarak araştırılması
Genomic and proteomic investigation of the immune response of sars COV 2 spike protein mrna in different cell lines
Yazar: HALE ÖKSÜZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET BERTAN YILMAZ
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: COVID 19 = COVID 19

Özet:
Bütün dünyada yüksek morbidite ve mortaliteye sebep olan Yeni Koronavirüs hastalığı (COVID-19) nedeniyle yaklaşık 7 milyon kişi hayatını kaybetmiştir. Farklı yaş gruplarındaki sağlıklı veya kanser gibi kronik bir hastalığı olan bireyler için, COVID-19 enfeksiyonu sonrası hücrelerdeki moleküler mekanizmaların anlaşılması büyük öneme sahiptir. Çalışmamızda, kanser hücrelerinde orijinal Wuhan Spike (S) proteini ile Omicron varyantı S protein transfektlerinin etkilerinin araştırılması ve çeşitli kanserlerde moleküler mekanizmaların aydınlatılmasına yardımcı olunması amaçlanmıştır. 
Çalışmamızda sağlıklı hücre hattı olan BEAS2B, kanser hücre hatları olan A549, HCT116 ve FADU hücre hatları kullanıldı. Hücrelere Wuhan S ve Omicron varyantı S protein tranfekti uygulaması sonrası STAT1, STAT3, IRF1, SP1, PRDM1 ve POU5F1 kanser ilişkili genlerinin ifadeleri Real-time PCR (RT-PCR) yöntemi ile incelendi. Kullandığımız plansental, diş pulpası ve sinoviyal kaynaklı mezenkimal kök hücrelere (MKH) de Wuhan S ve Omicron varyantı S protein tranfekti uygulaması sonrası stemness belirteçleri olan OCT-4, SOX-2 ve NANOG genlerinin ifadeleri RT-PCR ile incelendi. Tüm hücrelerin tranfeksiyon sonrası kültür ortamına saldıkları bileşenlerdeki immün sistemle ilişkili proteinler olan TGF-β1, VEGF, PDGF, FGF-2 ve IGF-1'in seviyeleri kantitatif olarak enzime bağlı immunosorbent testi (ELİZA) ile değerlendirildi. 
STAT3, IRF1, PRDM1 ve POU5F1 genleri için her iki transfekt tüm kanser hücre hatlarında indüklenme eğilimi göstermesine rağmen STAT1 geninde transfektler baskılanma eğilimindedir. Plasental ve sinovyal kaynaklı mezenkimal kök hücrelerde SOX-2, OCT-4 ve NANOG genleri için her iki transfekt baskılanma eğilimi göstermektedir. Diş pulpası kaynaklı mezenkimal kök hücrelerde SOX-2, OCT-4 ve NANOG genleri için Sp1 transfekti aşırı indüklenme gösterirken, Sp12 transfekti ise aşırı baskılanma eğilimindedir.
Çalışmamız sonucunda çeşitli kanser hücre hatlarında Sp1 ve Sp12 transfektlerinin farklı ekspresyon profilleri sergilemesi, COVID-19'da varyantların hücreleri farklı şekilde etkilediğini göstermektedir. Bu bağlamda kanser hastalarında COVID-19 varyantına göre tedavi ve ilaç seçilim süreçlerinin değerlendirilmesi gerektiği kanaatindeyiz. Eliza sonuçlarımız ise çeşitli kanserlerde varyant tipine göre büyüme faktörlerinin miktarlarının değişkenlik gösterdiğini ve artan protein miktarlarının anjiyogeneze katkıda bulunabileceğini göstermektedir. Çalışmamız kanser hastalarının COVID-19 ile enfekte olması durumunda akciğer, farinks ve kolon kanserlerinin moleküler mekanizmasına ışık tuttuğu gibi, COVID-19 sonrası kanser hastalarının ilaç seçilimine katkı sağlayabilme potansiyelindedir. Ayrıca çalışmamız, transfeksiyon sonrası kök hücrelerin salgılarını ve kanserde tümör mikroçevresinin davranışının değerlendirilmesine ışık tutacaktır. Gelecekte çeşitli genler ve proteinlerin eklenerek araştırıldığı kapsamlı çalışmalar sayesinde, kanserde ilaç seçilimi sağlanabileceği gibi, COVID-19 sonrası dönemde kök hücrelerin klinikteki kullanım potansiyelinin belirlenebileceği kaanatindeyiz.

Abstract:
Approximately 7 million people have died due to the novel coronavirus disease (COVID-19), which causes high morbidity and mortality worldwide. Understanding the molecular mechanisms in cells after COVID-19 infection is of great importance for healthy individuals in different age groups or individuals with a chronic disease such as cancer. In this study, we aimed to investigate the effects of the original Wuhan Spike (S) protein and Omicron variant S protein transfects in cancer cells and assist in illuminating the molecular mechanisms in various cancers.
Healthy cell line BEAS2B and cancer cell lines A549, HCT116 and FADU were used in our study. The expression of cancer-associated genes STAT1, STAT3, IRF1, SP1, PRDM1 and POU5F1 were analyzed by Real-Time PCR (RT-PCR) after Wuhan S and Omicron variant S protein tranfection. Expression of stemness markers OCT-4, SOX-2 and NANOG genes were analyzed by RT-PCR after Wuhan S and Omicron variant S protein transfection of planental, dental pulp and synovial derived mesenchymal stem cells (MSCs). The levels of immune system-related proteins TGF-β1, VEGF, PDGF, FGF-2 and IGF-1 in the components released into the culture medium after transfection of whole cells were quantitatively assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).
In STAT1, gene expression was found to be high in Sp1 transfected in BEAS2B and FADU cell lines and in IRF1, gene expression was found to be high in Sp1 transfected in BEAS2B, FADU and HCT116 cell lines. In SP1, gene expression was suppressed in Sp12 transfected in A549 and HCT116 cell lines. Sp1 transfection in POU5F1 was found to be induced gene expression in BEAS2B and A549 cell lines. In OCT-4, Sp1 transfections were suppressed in placental and synovial MSCs and induced in dental pulp-derived MSCs.
Our study sheds light on the molecular mechanism of lung, pharynx and colon cancers when cancer patients are infected with COVID-19 and has the potential to contribute to the drug selection of cancer patients post COVID-19. It will also contribute to the evaluation of the secretions of stem cells after transfection and the behavior of tumor microenvironment in cancer. We believe that thanks to comprehensive studies in which various genes and proteins are added and investigated, the clinical use potential of stem cells in the post-Covid-19 period can be revealed as well as drug selection in cancer in the future.