Çeşitli kemoterapötiklerin meme kanseri hücreleri üzerinde ferroptozu indükleyici etkilerinin araştırılması
Investigating ferroptosis inducing effects of various chemotherapeutics on breast cancer cells
Yazar: ERVA ÖZKAN
Danışman: DOÇ. DR. FİLİZ BAKAR ATEŞ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Ferroptoz = Ferroptosis ; Kemoterapötik = Chemotherapeutic ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; İlaç tedavisi = Drug therapy

Özet:
Meme kanseri dünyada ve ülkemizde kadınlar arasında en yaygın görülen kanser türüdür. Mevcut tedavilerin yetersizliği sebebiyle, yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi önem arz etmektedir. Bu bağlamda, yakın zamanda tanımlanmış olan ferroptoz, bilinen diğer hücre ölüm mekanizmalarından farklı olması ve geleneksel tedavilere dirençli hücrelerde dahi etkili sonuç vermesi nedeniyle kanser tedavisinde ümit vadeden bir yaklaşım olarak görülmektedir. Ferroptotik hücre ölümü, demir bağımlı lipid peroksidasyonu, glutatyon eksikliği, glutatyon peroksidaz-4 inaktivasyonu ve buna bağlı olarak artan oksidatif stres ile karakterizedir. Yapılan çok sayıda çalışma, ferroptotik hücre ölümünün indüklenmesi ile kanser tedavisinde kemoterapi etkinliğinin arttırılması, ilaç direncinin önlenmesi gibi başarılı sonuçların elde edilebildiğini göstermiştir. Bu tez çalışması kapsamında yaygın olarak kullanılan antikanser bileşiklerden sisplatin, dosetaksel ve etopozidin östrojen reseptörü-pozitif ve üçlü negatif meme kanseri hücrelerinde ferroptotik etkileri araştırılmış ve ayrıca ferroptoz indükleyicisi erastin ile kombinasyonlarının etkileri incelenmiştir. Bu bağlamda, hücre canlılığının araştırılmasında MTT deneyi uygulanmış, oksidatif stres, glutatyon düzeyleri, glutatyon peroksidaz enzim aktivitesi, lipid peroksidasyonu ve mitokondriyal membran potansiyeli ilgili kitlerle ölçülmüştür. Ferroptotik proteinlerin ekspresyonu ise western blot yöntemi ile incelenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, sisplatin ve erastin kombinasyonunun üçlü negatif meme kanseri hücrelerinde ferroptoz aktivasyonu üzerinden sinerjik etki gösterdiği, buna karşın etopozid ve erastin kombinasyonunun östrojen reseptörü-pozitif meme kanseri hücrelerinde sinerjik etki gösterdiği tespit edilmiştir. Dosetakselin ise tekli olarak her iki hücre hattında da ferroptozu aktive ettiği ve ayrıca erastin ile kombinasyonlarının hem üçlü negatif hem de östrojen reseptörü pozitif meme kanseri hücrelerinde ferroptozu sinerjik olarak indüklediği gözlenmiştir. Sonuç olarak, ferroptoz aktivasyonunun meme kanseri hücrelerinde kemoterapötiklerin etkinliğini anlamlı oranda arttırdığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Breast cancer is the most commonly diagnosed type of cancer among women in the world. Due to the inadequacy of existing treatments, it is particularly important to develop new treatment strategies. In this context, ferroptosis, a recently defined cell death mechanism, is considered to be a promising approach in cancer treatment, because it is different from other known cell death mechanisms and yields effective results even in cells resistant to conventional therapies. Ferroptotic cell death is characterized by iron-dependent lipid peroxidation, glutathione deficiency, glutathione peroxidase-4 inactivation and consequently increased oxidative stress. Numerous studies have shown that successful results can be achieved by inducing ferroptotic cell death, such as increasing the effectiveness of chemotherapy in cancer treatment and preventing drug resistance. In the present study, the ferroptotic potential of commonly used anticancer compounds, cisplatin, docetaxel and etoposide, were investigated in estrogen receptor-positive and triple-negative breast cancer cells. Additionally, the effect of their combinations with ferroptosis inducer erastin were also investigated. In this context, cell viability was assessed by the MTT assay. Oxidative stress, glutathione levels, the activity of glutathione peroxidase, lipid peroxidation and mitochondrial membrane potential were measured using relevant kits. Ferroptotic protein expressions were investigated by western blot analysis. Results obtained from the study demonstrated that the combination of cisplatin and erastin had a synergistic effect on the activation of ferroptosis in triple negative breast cancer cells, whereas the combination of etoposide and erastin showed a synergistic effect in estrogen receptor-positive breast cancer cells. On the other hand, it was observed that docetaxel as a single treatment activates ferroptosis in both cell lines, and its combination with erastin synergistically induces ferroptosis in both triple negative and estrogen receptor positive breast cancer cells. In conclusion, the present study demonstrated that the activation of ferroptosis significantly increases the efficacy of chemotherapeutics in breast cancer cells.