Meme tümörlerinde adaptif immün sistemde meydana gelen moleküler değişikliklerin miRNA düzeyinde araştırılması
Investigation of molecular changes occurring in adaptive immune system in breast tumors at miRNA level
Yazar: MÜGE ÖÇAL DEMİRTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. BALA GÜR DEDEOĞLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Tıbbi Onkoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Alerji ve immünoloji = Allergy and immunology ; Biyoinformatik = Bioinformatics ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Mikro RNA = Micro RNA ; Neoplazmlar = Neoplasms ; RNA = RNA ; Tıbbi onkoloji = Medical oncology ; İmmün sistem = Immune system

Özet:
Dünya genelinde kadınlarda en sık görülen kanser tipi olan meme kanseri, kompleks ve heterojen bir hastalıktır. Üçlü negatif meme kanseri alt tipi, meme kanserlerinin yaklaşık %15'ini oluşturur ve kemoterapi, PARP inhibitörleri ve immün kontrol noktası inhibitörleri gibi sistemik tedavi seçenekleri olmasına karşın hala en agresif ve en kötü prognoz gösteren meme kanseri alt tipidir. Son yıllarda meme kanseri ve immün sistem ilişkisi ile ilgili yapılan çalışmalar ışığında meme kanserinin immünolojik olarak sessiz bir kanser tipi olmadığı, alt tipler bazında immünolojik olarak tanımlanabileceği belirtilmiştir. Üçlü negatif meme kanseri alt tipinde ise tümöre karşı immün cevabın ortaya çıktığı ancak çeşitli mekanizmalar ile baskılandığı vurgulanmaktadır. İmmün sistem hücrelerinin regülasyonunda, 19-24 nükleotit uzunluğunda çoklu hedef genlerin düzenlenmesi yoluyla çeşitli hücresel yolaklarda düzenleyici rol oynayan kodlanmayan kısa RNA molekülleri (mikroRNA ya da miRNA) etkin rol almaktadır. Meme kanserinin de içinde bulunduğu solid tümörler ve immün sistem ilişkisi ile ilgili çalışmalar olmakla birlikte, meme kanseri immünolojisinde immün hücreler açısından miRNA çalışmaları oldukça kısıtlıdır. Bu doktora tez çalışmasında, fare modelinde üçlü negatif meme kanserinin oluşum ve gelişim süreçlerinde immün sistemde meydana gelen değişimleri incelemek amacıyla, immün sistem hücrelerinden tümör hücreleri ile savaşta en etkin hücre grubu olan CD8+ T lenfositlerin miRNA profilleri mikrodizin yöntemi ile belirlenmiştir. TNBC oluşum, remisyon ve tekrar ortaya çıkış sürecini temsil eden ve de kontrol örneklerini içeren dört farklı grupta belirlenen miRNA ifade profilleri ile mmu-miR-93-3p, mmu-miR-3470b ve mmu-miR-30b-3p'nin gruplar arasında ortak bir şekilde istatistiksel olarak anlamlı ifade değişimi gösterdiği bulunmuştur. Belirtilen ortak 3 miRNA'nın eş zamanlı PZR ile doğrulamaları yapılarak özellikle tümör oluşumu ve gelişiminde ifadelerinin arttığı, kontrol ve remisyon gösteren grupta ise ifadelerinin düşük olduğu tespit edilmiştir. miRNA hedef genleri ve zenginleştikleri yolaklar incelenerek özellikle BCL-2 ve BCL-XL anti-apoptotik genleri üzerinden CD8+ T lenfositlerin apoptoz sürecini regüle ettiği bulunmuştur. Eş zamanlı PZR ve Annexin-V deneyi sonucunda miRNA hedef genleri BCL-2 ve BCL-XL'nin tümör oluşumunda CD8+ T hücrelerde ifadelerinin azaldığı ve erken evre tümör oluşum grubunda CD8+ T hücrelerin apoptoz ile ortadan kaldırıldığı gösterilmiştir. Ek olarak, ortak 3 miRNA'nın ifadelerinin azaldığı tümörün kaybolduğu remisyon grubunda ise hedef genlerin ifadelerinin artarak apoptoz sürecinin baskılandığı doğrulanmıştır. Sonuç olarak, üçlü negatif meme kanseri oluşumunda, mmu-miR-93-3p, mmu-miR-3470b ve mmu-miR-30b-3p, tümör hücrelerinin immün sistem baskısından kaçışında tümör hücrelerine karşı CD8+ T hücre cevabını apoptoz üzerinden regüle ederek immünolojik biyobelirteç olma potansiyeline sahiptir.

Anahtar Sözcükler: Üçlü negatif meme kanseri, Adaptif immün sistem, CD8+ T lenfosit, miRNA, mikrodizin

Abstract:
Breast cancer, the most common type of cancer in women worldwide, is a complex and heterogeneous disease. The triple-negative breast cancer subtype accounts for approximately 15% of breast cancers and is still the most aggressive and poorly prognostic breast cancer subtype, despite the availability of systemic treatment options such as chemotherapy, PARP inhibitors, and immune checkpoint inhibitors. Recent studies on the relation between breast cancer and the immune system have indicated that breast cancer is not an immunologically silent cancer type and can be defined immunologically on the basis of subtypes. It is emphasized that the immune response against the tumor arises but is suppressed by various mechanisms in the triple negative breast cancer subtype. Non-coding small RNA molecules (microRNA or miRNA) play a regulatory role in various cellular pathways through the regulation of multiple target genes in the immune system cells. Although there are various studies on the relation between solid tumors, including breast cancer, and the immune system, miRNA profiling studies in breast cancer immunology in terms of immune cells are very limited. In this study, miRNA profiles of CD8+ T lymphocytes, which are the most effective immune system cell group in destroying tumor cells, were determined by microarray analysis to examine the changes in the immune system during the formation and development of triple negative breast cancer in a mouse model. The miRNA expression profiles were determined in four groups consisting of control, TNBC formation (primary tumor), regression and recurrence. It was found that mmu-miR-93-3p, mmu-miR-3470b, and mmu-miR-30b-3p were common significant differential expressed miRNAs. After the validation of these miRNAs by qPCR analysis, it was confirmed that their expressions increased especially in primary tumor and relapse groups while their expressions were low in the control and remission groups. miRNA target genes and enrichment analysis indicated that CD8+ T lymphocytes regulate the apoptosis, especially through targeting BCL-2 and BCL-XL anti-apoptotic genes. As a result of qPCR and Annexin-V experiments, the miRNA target genes BCL-2 and BCL-XL were decreased in CD8+ T cells in primary tumor group, and CD8+ T cells were removed by apoptosis in primary tumor group. In addition, it was shown that the expression of target genes increased, and the apoptosis process was suppressed in the remission group. In conclusion, mmu-miR-93 3p, mmu-miR-3470b and mmu-miR-30b-3p may play a role in the immune escape of tumor cells in the early and advanced stages of triple negative breast cancer through apoptosis and have the potential to be immunological biomarkers for CD8+ T cell response against tumor cells.

Keywords: Triple negative breast cancer, Adaptive immune system, CD8+ T lymphocyte, miRNA, microarray