PhTAD türevli dihidropirol bileşiklerinin anti-kanser aktivitelerinin araştırılması
Investigation of anti-cancer activities of PhTAD-substituted dihydropyrrole derivatives compounds
Yazar: MAŞUK AKŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. ARİF AYAR
Amasya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis

Özet:
Meme kanseri ve diğer tüm kanser çeşitleriyle mücadelede, kanserin gelişim ve yayılmasında etkili olan moleküler yolakların belirlenmesi ve antikanserojenik etki gösterebilecek yeni etken maddelerin keşfi daha etkili tedavi seçeneklerinin oluşturulması açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla çalışmamızda, biyolojik olarak aktif olan bisiklik dihidropirol bileşiklerinin N-phenyltriazolinedione (PhTAD) ilavesi ile oluşturulmuş yeni türevlerinin MCF-7 (meme kanseri) ve MCF-12A (normal meme epiteli) hücre hatlarında antikanserojenik aktiviteleri ile gen ifadesi değişimleri arasındaki ilişkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmamızda MCF-7 ve MCF-12A hücre hatlarında, on altı farklı PhTAD türevli dihidropirol bileşiğinin sitotoksik etkileri ve IC50 değerleri MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) yöntemiyle, hücre proliferasyonu üzerine etkileri ise gerçek zamanlı hücre analizi sistemi (RTCA) ile belirlenmiştir. Ayrıca bu bileşiklerin hücre hatlarında apoptotik hücre ölümü proteinleri P53, BAX, BCL2, PARP ve bu proteinlerle ilişkili sinyal yolaklarında önemli rol oynayan proteinler olan HSP27, HSP40, HSP60, HSP70, HSP90α ile Endoplazmik Retikulum (ER) stresinde ana düzenleyici protein olan GRP78 ve GRP94'ün gen ekspresyon düzeyleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PZR) yöntemiyle araştırılmıştır.
Çalışmamızın sonucunda, MCF-7 hücre hattına uygulanan farklı dozlardaki (1,56-100 µM) bileşiklerin hem MTT hem de RTCA yöntemiyle orta ve güçlü sitotoksik ve antiproliferatif aktivite sergiledikleri gözlemlenmiştir. Ayrıca bu bileşiklerin birçoğunun p53 gen ekspresyonunu azaltıcı etkileri olduğu tespit edilmiştir. Buna rağmen bu bileşiklerden önemli bir kısmının BAX/BCL2 oranını artırması ve PARP1 gen ekspresyon düzeyini azaltması ile p53'ten bağımsız olarak apoptoza yol açtıkları sonucuna varılmıştır. Ayrıca bu bileşiklerin, meme kanserinde önemli bir stratejik hedef olarak görülen HSP90 başta olmak üzere diğer önemli HSP'lerin gen ekspresyonları üzerinde azaltıcı etki gösterdiği ve ER stresinde proteinlerin yeniden katlanmasını sağlayarak tümörleşmeye katkıda bulunan GRP78 ve GRP94 gen ekspresyonu üzerinde de baskılayıcı role sahip oldukları görülmüştür. 
Sonuç olarak, PhTAD türevli dihidropirol bileşiklerinin MCF-7 hücre hattında apoptotik genleri teşvik edici etkileri ve apoptoz ile ilişkili sinyal yolaklarıyla ER stresinin düzenlenmesindeki genlerin ekspresyonu üzerindeki baskılayıcı etkilerinin varlığı bu bileşiklerin apoptotik aktiviteyi artırdığını göstermektedir. Bu etkileri göz önüne alındığında bu bileşiklerin antikanser ajanlar olarak kullanılabilecekleri sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In the fight against breast cancer and all other types of cancer, determining the molecular pathways that are effective in the development and spread of cancer, the discovery of new active substances that may exhibit an anticarcinogenic effect or the determination of the effectiveness of some chemicals are very important in terms of creating new and more effective treatment options. For this purpose, in our study, new derivatives of biologically active bicyclic dihydropyrol compounds formed by the addition of N-phenyltriazolinedione (PhTAD) is aimed to determine the relationship between anticancerogenic activities and gene expression changes in MCF-7 (breast cancer) and MCF-12A (normal breast epithelium) cell lines.
In our study, in the MCF-7 and MCF-12A cell lines, cytotoxic effects and IC50 values of sixteen different PhTAD-derived dihydropyrol compounds by MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) method, their effects on cell proliferation were determined by real-time cell analysis system (RTCA). In addition, in the cell lines of these compounds apoptotic cell death proteins P53, BAX, BCL2, PARP and proteins that play an important role in protein with related signaling pathways HSP27, HSP40, HSP60, HSP70, hsp90α and GRP78, and GRP94's which is the main regulatory proteins in the endoplasmic reticulum (ER) stress gene expression levels were investigated by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) method.
As a result of our study, it was observed that compounds of different doses (1.56-100 µM) applied to the MCF-7 cell line exhibited moderate and strong cytotoxic and antiproliferative activity by both MTT and RTCA method. Also, many of these compounds have been found to have effects that reduce p53 gene expression. However, it has been concluded that a significant portion of these compounds increase the BAX / BCL2 ratio and decrease the level of PARP1 gene expression, leading to apoptosis independent of p53. In addition, these compounds, especially HSP90, which is considered as an important strategic target in breast cancer, other important HSPs have been shown to have a reducing effect on gene expressions and also have a suppressive role on GRP78 and GRP94 gene expression, which contribute to tumorization by re-folding proteins in ER stress. 
In conclusion, the effects of PhTAD-derived dihydropyrol compounds on MCF-7 cell line to stimulate apoptotic genes and the presence of suppressive effects on the expression of genes in the regulation of ER stress with apoptosis-related signaling pathways indicates that these compounds increase apoptotic activity. Considering these effects, it is concluded that these compounds can be used as anticancer agents.