Küçük hücreli dışı akciğer kanserinde triptofan metabolizması ve PD1/PDL1 sinyal yolunda görevli moleküller arası ilişkisinin incelenmesi
Investigation of intermolecular relationship between tryptophan metabolism and PD1/PDL1 signaling pathway in non-small cell lung cancer
Yazar: MEHMET TOLGAHAN HAKAN
Danışman: PROF. DR. İLHAN YAYLIM
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Karsinoma-küçük hücreli olmayan-akciğer = Carcinoma-non small cell-lung ; Neoplazmlar = Neoplasms ; PD-1 = PD-1 ; PD-L1 = PD-L1 ; Triptofan = Tryptophan ; Tümör mikroçevresi = Tumor microenvironment ; İndoleamin 2,3-dioksijenaz-1 =

Özet:
Triptofan metabolizması solid organ kanserlerinde immün baskılayıcı etkisi gösterilmeye başlanmış olup yüksek IDO1 enzim aktivitesine bağlı T hücre regülasyonunu bozarken eş zamanlı PD-1 yüksek ekspresyonu literatürde bildirilmiştir. Çalışmamızda bu moleküllerin KHDAK'lı olgularda değerlendirilmesi amaçlanmış olup, 70 KHDAK ve 72 sağlıklı kontrolden oluşan örneklemde metabolit düzeyleri Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi (HPCL), soluble düzeyleri ELISA, IDO1 gen anlatımı qPCR ve IDO1 rs10089084 gen varyantı PCR-RFLP yöntemiyle tespit edilmiştir.  Kategorik değişkenler için ki-kare, numerik değişkenler için ise Mann Whitney U, t-testi ve Spearman Korelasyonu kullanılarak istatistiksel analizler yapılmıştır. KHDAK grubunda triptofan ve kinürenin düzeyleri kontrole göre düşük olarak tespit edilmiştir (sırasıyla, p<0,001; p<0,001). KHDAK'lı ileri tümör evreli hastalarda TRP düzeyleri erken tümör evresinde olan hasta grubuna göre düşük (p=0,025) ve KYN/TRP oranı ise ileri tümör evresinde olanlarda erken tümör evresine göre yüksek olarak tespit edilmiştir (sırasıyla p=0.025; 0,042). sPD1 düzeyi gruplar arasında farklılık göstermemesine karşın skuamöz hücreli karsinomlarda adenomalara göre yüksek olarak saptanmıştır (sırasıyla p>0.05; p=0.05). Triptofan/IDO arasında orta-iyi düzeyde pozitif korelasyon (r=0,559; p=0,02), PD-L1/kinürenin arasında orta-iyi düzeyde pozitif korelasyon (r=0,566; p=0,018) tespit edilmiştir. G alleli taşıyan hastalarda kontrollere göre TRP düzeyleri düşük ve erken evre tümörlü hastalarda geç evre tümörlü hastalara göre yüksek olarak tespit edilmiştir (sırasıyla p=0,0001; p=0.05). Triptofan ve kinürininin ROC curve analiz sonuçlarında yüksek spesifite/sensivite'de KHDAK'ı kontrolden ayırabildiği tespit edilmiştir (p>0.001). Triptofan ve kinürininin KHDAK için bağımsız bir risk faktörü olabileceği, IDO/PD-1 için tespit ettiğimiz korelasyonlar ve IDO1 rs10089084 G allel taşıyıcılığının ise histopatolojik süreçle yakın ilişkili olduğunu düşünmekteyiz.

Abstract:
The immunosuppressive effect of tryptophan metabolism has begun to be demonstrated in solid organ cancers, and while high IDO1 enzyme activity-related T cell regulation is disrupted, simultaneous high expression of PD-1 has been reported in the literature. In our study, it was aimed to evaluate these molecules in patients with NSCLC, and metabolite levels were determined by High Pressure Liquid Chromatography (HPCL), soluble levels by ELISA, IDO1 gene expression qPCR and IDO1 rs10089084 gene variant by PCR-RFLP method in a sample of 70 NSCLC and 72 healthy controls. Statistical analyzes were performed using chi-square for categorical variables and Mann Whitney U, t-test and Spearman Correlation for numerical variables. Tryptophan and kynurenine levels were found to be lower in NSCLC group compared to control (p<0.001; p<0.001, respectively). In patients with NSCLC with advanced tumor stage, TRP levels were found to be lower than in patients with early tumor stage (p=0.025), and HFN/TRP ratio was found to be higher in patients with advanced tumor stage compared to early tumor stage (p=0.025; 0.042, respectively). Although sPD1 level did not differ between groups, it was found to be higher in squamous cell carcinomas than in adenomas (p>0.05, p=0.05, respectively). Moderate-good positive correlation was found between tryptophan/IDO (r=0.559; p=0.02), and moderate-good positive correlation between PD-L1/kynurenine (r=0.566; p=0.018). TRP levels were found to be lower in patients with G allele compared to controls, and higher in patients with early-stage tumors than in patients with late-stage tumors (p=0.0001; p=0.05, respectively). It was determined that tryptophan and quinuria can distinguish NSCLC from control with high specificity/sensitivity in ROC curve analysis results (p>0.001). We think that tryptophan and quinuria may be an independent risk factor for NSCLC, the correlations we have found for IDO/PD-1 and the IDO1 rs10089084 G allele carriage are closely related to the histopathological process.