Sıçan prostat kanseri modelinde voltaj kapılı Na+ kanal aktivitesinin Gabapentin ile değerlendirilmesi: in vitro ve in vivo analizler
Evaluation of voltage gated na+ channel activity by gabapentin in rat prostate cancer model: in vitro and in vivo analysis
Yazar: İLKNUR BUGAN
Danışman: PROF. DR. SEYHAN ALTUN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Analjezikler = Analgesics

Özet:
Prostat kanseri, görülme sıklığı yaşla birlikte artan ve kanserle ilişkili ölümlerde de ikinci sırada yer alan bir kanser türüdür. Tedavisinde temel problem metastaz gelişimi olmakta ve lokalize evrede iken, tümörün metastatik yayılım gösterip göstermeyeceği belirlenememektedir.
Prostat kanserinin metastatik potansiyelini oluşturan; invazyon, lateral hücre hareketi, adezyon, morfolojk değişim ve gen ekspresyonu gibi birçok hücresel faaliyette voltaj kapılı sodyum kanalı (VGSC) ekspresyonu/aktivitesinin, güçlendirici bir faktör olarak rol oynadığı in vitro çalışmalar ile gösterilmiştir.
Çalışmada, klinikte kullanılan antiepileptik bir ilaç olmasının yanı sıra, diyabet, kanser gibi hastalıklardaki nöropatik ağrının giderilmesinde kullanılan; aynı zamanda çeşitli iyon kanalları üzerine de etkisi gösterilmiş olan Gabapentin'in (GBP), Dunning modeli sıçan prostat kanseri üzerindeki etkisinin in vitro ve in vivo olarak belirlenmesi amaçlanmıştır.
Bu amaçla GBP'nin, yüksek metastatik MAT-LyLu prostat kanseri hücreleri üzerindeki olası toksisitesi, hücrelerin proliferasyonu, mitoz indeksi ve işaretlenme indeksi ile migrasyon (lateral hücre hareketi) ve invazyon yetenekleri üzerindeki etkileri in vitro olarak değerlendirilmiştir.
İn vivo olarak ise, yüksek metastatik MAT-LyLu ve düşük metastatik AT-2 hücrelerinin Copenhagen ırkı erkek sıçanlara inoküle edilmesiyle oluşturulacak olan Dunning modeli sıçan prostat kanseri üzerine GBP'nin etkisi: primer tümör oluşumu, sayı ve boyut bakımından metastazlar ile prostat kanserli sıçanların yaşam sürelerinin araştırılmasıyla belirlenmiştir. Doku örneklerinde VGSC varlığının saptanmasına yönelik olarak ise, immunohistokimya ve real time-PCR çalışmaları yapılmıştır.
Sonuç olarak in vitro olarak uygulanan GBP, hücrelerin proliferasyon, mitoz indeksi ve işaretlenme indeksi gibi kinetik parametrelerinde bir değişim meydana getirmezken, 20 µM GBP, MAT-LyLu hücrelerinin lateral hareket ve invazyon yeteneklerini anlamlı olarak arttırmıştır. Çalışmanın in vivo bölümünde MAT-LyLu hücreleri ile oluşturulan Dunning sıçan prostat kanseri modelinde, sistemik olarak uygulanan 10 µM GBP, akciğer metastazlarının sayısını %64 ve küçük metastazların sayısını %76 oranında azaltırken, 20 µM GBP ise, metastaz sayısını %100'ün üzerinde artırmış ve yaşam süresinin kısalmasına neden olmuştur. AT-2 hücreleri ile oluşturulan deneysel modelde ise, primer tümör ve metastazlar üzerinde GBP'nin bir etkisi bulunmamıştır. GBP uygulaması, hücreler ile primer tümör ve akciğer metastazlarındaki VGSC ekspresyonu üzerinde bir değişiklik meydana getirmemiştir.
Sonuçta, prostat kanseri üzerine GBP'nin etkisi, hem in vitro hem de in vivo olarak ilk kez araştırılmıştır. Özellikle 20 µM GBP, prostat kanseri metastazını ve stimüle ettiği ve sağkalımı azalttığından, GBP'nin metastatik hastalık riski taşıyan bireylerde ağrı kesici olarak kullanımına dikkat edilmesi gerekmektedir.

Abstract:
Prostate cancer is a cancer type which has a prevalence increasing together with age and ranks second in terms of cancer-related deaths. Metastasis development is the main problem in its treatment and it cannot be determined whether the tumor will present a metastatic spread at the localized phase.
It has been shown with in vitro studies that the voltage-gated sodium channel (VGSC) expression/activity has a role as an enhancing factor in many cellular activities such as invasion, lateral cell movement, adhesion, morphological change and gene expression, which constitute the metastatic potential.
The aim of the study was to discover the effect of Gabapentin (GBP) in vitro and in vivo, which is - besides being an antiepileptic drug used in the clinic - used to stop the neuropathic pain in diseases like diabetes and cancer and whose effect was also shown on various ion channels, on the Dunning model rat prostate cancer.
Therefore, the possible GBP toxicity on highly metastatic Mat-LyLu prostate cancer cells, cell proliferation, mitotic index, labelling index and its effects on migration (lateral cell movement) and invasion abilities were evaluated in vitro.
The effect of the GBP on the Dunning Model rat prostate cancer, which would be formed by inoculating highly metastatic Mat-LyLu and slightly metastatic AT-2 cells into male Copenhagen rats, was determined in vivo through the investigation of the primary tumor formation, metastases in terms of counts and sizes and the lifespan of the rats with prostate cancer. Immunohistochemistry and real time-PCR studies were conducted for the detection of VGSC existence in tissue samples.
Thus, 20 µM GBP increased the lateral movement and invasion abilities of the Mat-LyLu cells significantly while the in vitro applied GBP caused no changes in the kinetic parameters of the cells such as proliferation, mitotic index and labelling index. In the Dunning rat prostate cancer model that was formed with Mat-LyLu cells in the in vivo section of the study, 20 µM GBP increased the number of metastases by more than 100% and led to lifespan shortening while the systemically applied 10 µM GBP decreased the number of lung metastases by 64% and the number of small metastases by 76%. No GBP effect was found on the primary tumor and metastases in the experimental model formed with AT-2 cells. The GBP application led to no change on VGSC expression in the cells, primary tumor and lung metastases.
Consequently, the GBP effect on prostate cancer was researched both in vitro and in vivo for the first time. Attention must especially be paid to using the GBP as an analgesic in individuals with metastatic disease risks, because 20 µM GBP stimulates prostate cancer metastasis and decreases survival.