Kanser tedavisi için yeni nesil Hsp90 inhibitörlerinin tasarlanması ve moleküler seviyede antikanser özelliklerinin incelenmesi
Desing of new generation Hsp90 inhibitors for cancer treatment and investigation of their anticancer properties at molecular level
Yazar: AYKUT ÖZGÜR
Danışman: PROF. DR. İSA GÖKÇE ; PROF. DR. YUSUF TUTAR
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Kimyasal inhibitör = Chemical inhibitor

Özet:
Isı şok protein 90 (Hsp90) hücre içerisinde en yaygın olarak bulunan bir şaperon proteindir ve onkogenik proteinlerin (transkripsiyonel faktörler, tirozin kinazlar, steroid reseptörleri, hücre döngüsü regülatörleri) doğru katlanmasında, düzenlenmesinde ve stabilizasyonunda hayati roller oynamaktadır. Kanser hücrelerinde Hsp90 apoptotik yolakları baskılar ve kanserli hücrelerin proliferasyonunu ve metastaz, anjiyogenez, invazyon ve ilaç direnci sinyal yolaklarının aktivasyonunu tetikler. Bundan dolayı kanserli hücrelerin devamlılığı için Hsp90 olmazsa olmaz bir şaperon proteindir. Hsp90 N-terminal domaininde (NTD) yüksek derecede korunmuş ATP bağlanma bölgesine sahiptir. Hsp90 şaperon görevini yerine getirmek için ATP'nin hidroliz enerjine ihtiyaç duymaktadır. Bundan dolayı, Hsp90'nın ATPaz aktivitesinin inhibisyonu hedefe spesifik kanser tedavisi için önemli stratejidir. Bugüne kadar sayısız bileşik Hsp90 inhibitörü olarak değerlendirilmiştir fakat klinik öncesi ve klinik çalışmalarda bileşiklerin yan etkileri, çözünürlük problemleri ve düşük tedavi etkinlikleri önemli limitasyonlar ortaya çıkartmıştır. Bundan dolayı şu anda kanser ilacı olarak FDA onaylı hiçbir Hsp90 inhibitörü yoktur. Bu çalışmada, AY0685 bileşiği Hsp90 inhibitörü olarak dizayn edildi ve sentezi gerçekleştirildi. AY0685 inhibitörünün antikanser aktivitesi insan meme, kemik, karaciğer, kolon, endotel ve lösemi kanser hücrelerinde in-vitro deneyler ile değerlendirildi. Hsp90 ve AY0685 inhibitörü arasındaki bağlanma ve etkileşim parametreleri moleküler docking ve biyokimyasal deneyler ile belirlendi. AY0685 inhibitörü ile insan meme kanserindeki gen ekspresyonların değişimi mikroarray ve PCR array deneyleri belirlendi. Tüm bu sonuçlara göre, AY0685 hedefe spesifik kanser tedavisinde umut veren aday Hsp90 inhibitörüdür.

Abstract:
Heat shock protein 90 (Hsp90) is an abundant and ubiquitous chaperone protein which plays vital roles in proper folding, regulation and stabilization of oncogenic client proteins (transcriptional factors, tyrosine kinases, steroid receptors, cell cycle regulators). In cancer cells, Hsp90 suppresses apoptotic pathways and stimulates cancer cell proliferation and activation of metastasis, angiogenesis, invasion, and drug resistance signaling pathways. Therefore, Hsp90 is an essential chaperone protein for cancer cell survival. Hsp90 has highly conserved ATP binding pocket in N-terminal domain (NTD). Hsp90 require ATP hydrolyses energy to perform these chaperone processes. Therefore, inhibition of Hsp90 ATPase activity has been important strategy for the target specific cancer treatment. To date, numerous compounds have been evaluated as Hsp90 inhibitors, however; their side effects, solubility problems and low therapeutic efficiency have revealed some important limitations in pre-clinical and clinical studies. Hence, there is no FDA approved Hsp90 inhibitors as a cancer chemotherapeutic. In this study, AY0685 compound was designed and synthesized as Hsp90 inhibitor. Anticancer activity of AY0685 inhibitor was evaluated on human breast, bone, liver, colon, endothelial and leukemia cancer cells with using in-vitro assays. Binding and interaction parameters between Hsp90 and AY0685 inhibitor were determined with molecular docking studies and biochemical experiments. Alteration of breast gene expression with AY0685 inhibitor was identified by microarray and PCR array experiments. All results indicated that, AY0685 are promising candidate as Hsp90 inhibitor in target specific cancer treatment.