Meme kanseri ve hiperglisemi/hiperinsülinemi ilişkisinde hedef yolak inhibitörü bileşiklerin potansiyel etkilerinin in vitro araştırılması
Investigation of the potential effects of targeted pathway inhibitory compounds in breast cancer and hyperglycemia/hyperinsulinemia relationship, in vitro
Yazar: BÜŞRA DEMİR ÇETİNKAYA
Danışman: PROF. DR. FERZAN LERMİOĞLU ERCİYAS ; DOÇ. DR. ÇIĞIR BİRAY AVCI
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Toksikoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Hiperglisemi = Hyperglycemia ; Hiperinsülinizm = Hyperinsulinism ; Lenfoma = Lymphoma ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; STAT3 = STAT3 ; İnsülin benzeri büyüme faktörü I = Insulin like growth factor I

Özet:
Tez kapsamında, yeni bir ALK/IGF-1R inhibitörü bileşik olan AZD3463'ün, tek ya da farklı yolaklar üzerinde etkili metformin ya da STAT3/STAT5 inhibitörü SH-4-54 ile kombinasyonlarının antikanser etkisini, aralarındaki olası etkileşme tipini ve etkilerin moleküler mekanizmalarını farklı meme kanser tiplerini temsil eden MCF-7 ve MDA-MB-231 hücrelerinde araştırmayı amaçladık. Antiproliferatif etki WST-1 testi ile, etkileşme tipi izobologram analizi ile değerlendirilmiştir. Apoptoz ve mitokondriyal membran potansiyeli üzerindeki etkiler akış sitometrisi kullanılarak, ROS oluşumu üzerindeki etkiler spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. İlişkili yolaklarda gen ekspresyonları qRT-PCR ile araştırılmıştır. Bileşiklerin toksisitesinin değerlendirilebilmesi amacıyla normal meme epitel hücreleri (MCF-10A) ve meme kanserinin tam tedavisinde meme kanser kök hücrelerinin önemi göz önünde bulundurularak meme kanser kök hücreleri de çalışmaya dahil edilmiştir. 
Sonuçlar her üç bileşiğin de meme adenokarsinoma hücreleri ile meme kanser kök hücrelerinde hücre canlılığını önemli oranda azalttığını ve yüksek glukoz koşullarında MCF-7 hücre hattında MDA-MB-231 hücrelerine göre daha güçlü etkinlik gösterdikleri ortaya koymuştur. AZD3463+SH-4-54 kombinasyonunun MCF-7, MDA-MB-231 ve meme kanser kök hücrelerinde antikanser etkinliği artırmaması, aralarında antagonist tipte bir etkileşme olması nedeniyle bu kombinasyon ile daha ileri çalışma yapılmamıştır. AZD3463+metformin kombinasyonu ise MDA-MB-231 hücrelerinde ve daha az olarak meme kanser kök hücrelerinde sinerjik etkiye neden olmuştur. Bu sonuçlar ilk defa bizim bu çalışmamızda gösterilmiştir. Çalışmamızda AZD3463 ve/veya AZD3463+metformin kombinasyonunun etkilerinin ROS oluşumu ve apoptotik hücre ölümüyle ilişkili olabileceğine ilişkin bulgular sağlanmıştır. İlgili yolaklardaki gen ekspresyon değişimleri de bu sonuçları desteklemektedir. Sonuç olarak AZD3463'ün meme adenokarsinoma hücreleri ve kök hücrelerinde etkili olması, metforminle kombinasyonunun MDA-MB-231 gibi tedavisi güç olan kanser tipinde sinerjik etki ve tedaviye direnç gelişiminde ve kanserin tekrarlanmasında rol oynayan ve tam kanser tedavisi için hedeflendirilmesi önem arz eden meme kanseri kök hücrelerinde aditif etkiye yakın bir sinerjik etki göstermesi bu bileşiğin meme kanseri tedavisinde kullanılması için umut vericidir.
Anahtar Kelimeler: meme kanseri; hiperglisemi/hiperinsülinemi; ALK/IGF-1R; STAT3

Abstract:
Within the scope of the thesis, we aimed to investigate the anticancer effect of AZD3463, a new ALK/IGF-1R inhibitor compound, alone or  combinations with metformin, acting on single or different pathways or STAT3/STAT5 inhibitor SH-4-54, the possible interaction type between them, and the molecular mechanisms of the effects in MCF-7 and MDA-MB-231 cells representing different breast cancer types. Antiproliferative effect was evaluated by WST-1 test, interaction type was evaluated by isobologram analysis. The effects on apoptosis and mitochondrial membrane potential were determined using flow cytometry, and the effects on ROS formation were determined spectrophotometrically. Gene expressions in related pathways were investigated by qRT-PCR. In order to evaluate the toxicity of the compounds, normal breast epithelial cells (MCF-10A) and breast cancer stem cells were also included in the study, considering the importance of breast cancer stem cells in the complete treatment of breast cancer.
The results revealed that all three compounds significantly reduced cell viability in breast adenocarcinoma cells and breast cancer stem cells, and showed stronger activity in MCF-7 cell line than MDA-MB-231 cells under high glucose conditions. Since the combination of AZD3463+SH-4-54 did not increase anticancer activity in MCF-7, MDA-MB-231 and breast cancer stem cells, and there was an antagonist type interaction between them, no further studies were conducted with this combination. The combination of AZD3463+metformin caused a synergistic effect in MDA-MB-231 cells and to a lesser extent in breast cancer stem cells. These results were shown for the first time in our study. In our study, we provided evidence that the effects of AZD3463 and/or AZD3463+metformin combination may be related to ROS formation and apoptotic cell death. Gene expression changes in related pathways also support these results. In conclusion, efffectiveness of AZD3463 in breast adenocarcinoma cells as well as stem cells and the combination of AZD3463 with metformin has a synergistic effect in cancer types that are difficult to treat, such as MDA-MB-231, and a synergistic effect close to the additive effect in breast cancer stem cells, which play a role in the development of treatment resistance and cancer recurrence, and which is important to target for full cancer treatment is promising for the use of this compound in the treatment of breast cancer.
Keywords; breast cancer; hyperglycemia/hyperinsulinemia; ALK/IGF-1R; STAT3