Metforminin osteosarkom hücreleri üzerindeki anti-tümöral etkilerinin In-Vitro olarak incelenmesi
In-Vitro investigation of anti-tumoral effects of metformin on osteosarcoma cells
Yazar: NAZRIN NOVRUZZADE
Danışman: PROF. DR. MERAL KOYUTÜRK
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Tip 2 diabetes mellitus (DM-II) tedavisinde kullanılan metformin, son yıllarda adjuvan ve neoadjuvan kemoterapi protokollerinin etkinliğini artırıcı anti-tümöral özelliğiyle öne çıkmıştır. Metforminin bu etkilerinin farklı mekanizmalar üzerinden gerçekleştiğini bildiren çalışmalar bulunmaktadır, bunlardan biri de mTORC1 sinyal yoludur. Genelde agresif seyir izleyen osteosarkom vakalarının tedavisinde çoklu kemoterapi protokolleri uygulanmaktadır. Çalışmamızda doksorubisin ve sisplatin kullanımına eklenen metforminin MG-63 osteosarkom hücrelerindeki anti-tümöral etkileri incelenmiştir.
Metformin, doksorubisin ve sisplatin ile tekli, ikili ve üçlü kombinasyonlarda doz ve zaman tayini için hücre sayımı ve MTT analizleri gerçekleştirildi. Deney gruplarındaki MG-63 osteosarkom hücrelerinin anti-tümöral tedaviye yanıt olarak değişen alkalen fosfotaz (ALP) aktiviteleri ölçüldü, migrasyon yetenekleri yara iyileşme (migrasyon) analizi ile, mTORC1 seviyeleri immünositokimyasal boyama ile, ultrastrüktürel yapılardaki değişimler ise geçirimli elektron mikroskobu ile incelendi.
Doz ve zaman belirleme deneyleri sonucunda, etkin dozlar metformin 10 mM, sisplatin 2.5 µM, doksorubisin 1.5 µM olarak, etkin süre ise 48 saat olarak belirlendi. Metforminin tek başına ve üçlü kombinasyonda MG-63 hücre migrasyonunu anlamlı düzeyde inhibe ettiği tespit edildi. Metforminin, doksorubisin ve sisplatinle üçlü uygulandığı deney grubunda ise hem ALP seviyelerinde, hem de mTORC1 seviyelerinde azalma saptandı. Ultrastrüktürel incelemede deney gruplarında aşırı genişlemiş GER yapıları, mitokondriyal hasar ve lipit vakuolleri gözlemlendi. 
Çalışmamız, metforminin, doksorubisin ve sisplatin ile kombine uygulanmasının MG-63 hücrelerinde in-vitro olarak anti-tümöral etkinliği artırdığını ve osteosarkom tedavisinde özellikle metastazın önlenmesi açısından klinik önemi olabileceği sonucuna varmıştır.

Abstract:
Metformin, used in the treatment of type 2 diabetes mellitus (DM-II), has recently come to the forefront for its anti-tumoral properties, which enhance the effectiveness of adjuvant and neoadjuvant chemotherapy protocols. Studies have reported that these effects of metformin occur through different mechanisms, one of which is the mTORC1 signaling pathway. Multiple chemotherapy protocols are generally employed in the treatment of osteosarcoma cases, which often have an aggressive course. In our study, the anti-tumoral effects of metformin, when added to doxorubicin and cisplatin treatment, were investigated in MG-63 osteosarcoma cells.
Cell counts and MTT assays were performed to determine the dosage and timing of metformin, doxorubicin, and cisplatin in single, dual, and triple combinations. Alkaline phosphatase (ALP) activities, which varied in response to anti-tumoral treatment, were measured in MG-63 osteosarcoma cells in the experimental groups. The migration capabilities of the cells were assessed using a wound healing (migration) assay, mTORC1 levels were analyzed by immunocytochemical staining, and ultrastructural changes were examined using transmission electron microscopy.
As a result of dose and time determination experiments, effective doses were identified as 10 mM for metformin, 2.5 µM for cisplatin, and 1.5 µM for doxorubicin, with the effective duration set at 48 hours. It was found that metformin alone and in triple combination significantly inhibited MG-63 cell migration. In the experimental group where metformin was applied in combination with doxorubicin and cisplatin, decreases were observed in both ALP levels and mTORC1 levels. Ultrastructural examination revealed excessively dilated rough endoplasmic reticulum (RER) structures, mitochondrial damage, and lipit vacuoles in the experimental groups.
Our study concludes that the combined application of metformin with doxorubicin and cisplatin increases in vitro anti-tumoral efficacy in MG-63 cells and may have clinical significance, particularly in preventing metastasis in the treatment of osteosarcoma.