Bazı bitki lektinlerinin tiroid kanseri üzerinde antitümoral ve antimetastatik etkilerinin araştırılması
Investigation of antitumoral and antimetastatic effects of some plant lectins on thyroid cancer
Yazar: AYLİN SANCAKLI
Danışman: DOÇ. DR. ENGİN KAPTAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Değişmiş ya da anormal glikozilasyon, çeşitli patolojik süreçlerde sık görülen bir olgudur. Ancak bilimsel kanıtlar, bu durumun kanser hücrelerinin evrensel bir yönü olduğuna işaret etmektedir. Bu olgu glikan sentez yolağındaki bazı onkogenlere cevaben uyarılan glikoziltransferaz ve glikozidaz gibi enzimlerin ekspresyonlarındaki değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Yapılan bu çalışmada, insan tiroid kanser hücre hattı olan TPC-1 hücrelerinin yüzeyindeki siyalik asit ve fukoza ait terminal glikozidik fenotipin belirlenmesi ve hücre yüzeyinin bu fenotipe özgü lektinlerle maskelenmesiyle tümoral ve malignant karakterdeki değişikliklerin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, papiller tip tiroid kanser hücre hattında lektin histokimya ve lektin blotlama teknikleri kullanılarak hücre yüzeyindeki glikan zincirlerinin terminal α-2,3, α-2,6 siyalik asit ve α-1,6 fukoz bakiyelerindeki değişiklikler gösterilmiştir. Ayrıca, hücreler belirli konsantrasyonlarda, saptanan glikan bakiyelerine spesifik olarak bağlanma kapasitesine sahip Maackia amurensis aglutinin (MAL), Sambucus nigra aglutinin (SNA), Aleuria aurantia lektin (AAL) gibi lektinlerle muamele edilmiştir. Lektinlerle muamele edilen hücrelerin tümörijenik özellikleri WST-1 hücre canlılık testi kullanılarak, malignant kabiliyetlerindeki değişiklikler ise yara iyileşme testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde ettiğimiz bulgular, normal tiroid epitel hücre soyu olan Nthy-ori 3.1 hücreleriyle kıyaslanmıştır. TPC-1 hücrelerinin yüzeyinin normal hücrelerinkine kıyasla α-2,3 siyalik asit ve α-1,6 fukoz bakiyelerince zengin olduğu saptanmıştır. Hücrelerin α-2,3 siyalik asite özgü MAL lektine maruz bırakılmasının hücre çoğalmasını teşvik edici yönde etki gösterdiği saptanmış, normal hücrelere ise herhangi bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Bununla birlikte, MAL ile muamele edilen TPC-1 hücrelerinin yayılıcı karakterininin arttığına işaret etmiştir. SNA ve AAL maruziyeti TPC-1 hücrelerinin çoğalmasında belirgin etkiler ortaya çıkarmamasına rağmen, 48 saat SNA maruziyeti ve AAL maruziyeti normal tiroid hücrelerinde çok belirgin bir toksisiteye neden olmuştur. Ek olarak, hem SNA ve hem de AAL maruziyeti TPC-1 hücrelerinin yayılımcı karakterini destekleyici bir etki sergilemiştir. Sonuç olarak, çalışmamızda papiller tiroid kanser hücre hattı olan TPC-1 üzerindeki etkilerini incelediğimiz lektinlerin papiller kanser soyunun proliferatif ve malignant karakterini destekleyici yönde etkiler ortaya koymuştur. Bu bulgular, anti kanser özellikleriyle son yıllarda ön plana çıkan lektinlerin hücre çeşidine ya da hücre yüzeyinde farklılaşan glikan motifin bağlı bulunduğu moleküle göre farklı özellikler sergileyebileceğine işaret etmektedir. Bu nedenledir ki sindirim sistemindeki proteolitik süreci aşarak kan dolaşımına geçebilen bu maddelerin kanser hücreleriyle olan ilişkilerinin iyi anlaşılması gerekmektedir. Bununla birlikte, bulgularımız, bu ve buna benzer özelliğe sahip olabilecek lektinleri içeren bitki besin kaynaklarının çiğ olarak tüketilmemesi yönündeki bir önerinin ortaya konmasını destekleyecek bir niteliğe sahiptir.

Abstract:
Altered or aberrant glycosylation is a common phenomenon in various pathological processes. However, scientific evidences suggest that this is a universal aspect of cancer cells. This phenomenon has been originated from changings in expression of the enzymes, glycosyltranspherase and glycosidase which are up-regulating in response to some oncogenes in the glycan synthesis pathway. In this study, it was aimed to determine the terminal glycosidic phenotypes of sialic acid and fucose on the surface of TPC-1 cells, which are human thyroid cancer cell line, and to investigate the changes in tumor and malignant characters by masking the cell surface with lectins specific to this phenotype. In the study, the presence of terminal α-2,3, α-2,6 sialic acid and α-1,6 fucose residues in glycan chains on the cell surface was demonstrated using lectin histochemistry and lectin blotting techniques in the papillary thyroid cancer cell line. In addition, cells were treated with lectins such as Maackia amurensis agglutinin (MAL), Sambucus nigra aglutinin (SNA), Aleuria aurantia lectin (AAL), which have specific binding capacities to glycan residues determined at certain dose concentrations. The tumorigenic properties of the cells treated with lectins were assessed using the WST-1 cell viability test and the changes in malignant potential were assessed using the wound healing test. The findings we have obtained are compared with the normal thyroid epithelial cell line, Nthy-ori 3.1. The surface of TPC-1 cells was found to be rich in α-2,3 sialic acid and α-1,6 fucose residues compared to normal cells. Exposure of cells to α-2,3-sialic acid-specific MAL-lectin was found to be effective in promoting cell proliferation and normal cells were observed to have no toxic effect. At the same time,  it has been determined that the cells also enhance the invasive character of the MAL treatment. Although exposure to SNA and AAL did not produce significant effects on the proliferation of TPC-1 cells, 48-hour SNA exposure and AAL exposure caused a very pronounced toxicity in normal thyroid cells. Both SNA and AAL exposure exerted a supporting effect on the invasive nature of TPC-1 cells. In conclusion, in our study, we have investigated the effects of TPC-1, a papillary thyroid cancer cell line, in order to support the proliferative and malignant character of the papillary carcinoma lineage of lectins. These findings indicate that lectins, which have anticancer properties in the foreground in recent years, may exhibit different properties depending on the molecule to which the glycan motif differs on the cell fraction or on the cell surface. For this reason, it is necessary to understand the relationship of these substances with cancer cells, which can pass through the blood circulation in excess of the proteolytic process in the digestive system. Nevertheless, our findings are of importance in establishing evidence that the plant nutrient sources containing lectins, which may have this and similar properties, should't be consumed raw.