Meme kanseri ve meme kanseri kök hücrelerinde bIbR1532'nin epitelyal mezenkimal transizyon üzerine moleküler etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of telomerase inhibitor ''BIBR1532'' on epithelial mesenchymal transition on breast cancer and breast cancer stem cells
Yazar: ALİCAN KUŞOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ÇIĞIR BİRAY AVCI
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Kök hücreler = Stem cells ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Telomeraz = Telomerase

Özet:
Kanser kök hücreleri (KKH) tümör dokusunda bir alt popülasyon olarak yer alan ve tümör oluşturma kapasitesine sahip, aynı zamanda tedavi direncine neden olan hücre grubudur. Tümör heterojenitesine katkı sağlayan KKH'leri, günümüzde kanser tedavisinin tam olarak başarılı olamamasının sebepleri arasında gösterilmektedir. Bu hücrelerin kanser tedavisinde bir hedef haline gelmesi ilgi çekici bir konudur.
Yüksek telomeraz aktivitesi ile yüksek migrasyon ve invazyon kabiliyetleri sonucunda metastaza neden olmaları KHH'lerinin ortak özellikleri olarak kabul edilmektedir. Kemoterapötik ajanların sağlıklı dokuya hasar vermesi ve KKH'lerinin tedaviye direnç oluşturması yeni terapötik hedef arayışı ihtiyacını doğurmaktadır. Seçici bir küçük molekül inhibitörü olan BIBR1532, telomerazı inhibe ederek kanser hücrelerinin etkili bir şekilde hedeflenmesine olanak sağlamaktadır. Bunun yanında, yapılan son çalışmalar telomerazın epitelyal mezenkimal transizyon (EMT) ile ilişkili olduğunu savunmaktadır. Epitel hücrelerin mezenkimal bir morfoloji kazanmasına sebep olan EMT programının, kanser metastazında etkili olduğu bilinmektedir. Meme kanseri hücrelerinde telomerazın baskılanarak EMT mekanizmasının sekteye uğratılması çalışmamızın hipotezini oluşturmaktadır. Çalışmamızda, meme kanseri hücreleri MDA-MB-231 ve MCF-7, meme kanseri kök hücreleri ve meme epitel kök hücrelerinde telomeraz inhibitörü BIBR1532'nin sitotoksisitesi bulunmuş ve maddenin apoptoz üzerine etkileri incelenmiştir. Yara iyileşme testiyle BIBR1532'nin hücrelerin migrasyon hızına etkisi incelenmiş, asılı damla deneyi ile sphere oluşturma kapasiteleri gözlenmiştir. Son olarak EMT ilişkili 84 genin ekspresyonları gerçek zamanlı qPCR ile analiz edilmiştir.
BIBR1532 etken maddesinin MDA-MB-231 ve MEKH'leri için IC50 değerleri 72. saatte sırasıyla 18,04 ve 38,71 μl olarak analiz edilmiştir. Etken maddenin MDA-MB-231 ve MCF-7 hücreleri üzerinde apoptotik bir etkisi gözlenmezken, MKKH ve MEKH'leri üzerinde kontrole göre sırasıyla %26.5 ve %32.2 oranında apoptoz görülmüştür. Etken maddenin MEKH'leri üzerindeki etkisi ilk kez araştırılmıştır ve ilacın kök hücreler üzerinde apoptotik bir etkisi olduğu gözlenmiştir. Asılı damla deneyi ile incelenen sphere yapıları ise, BIBR1532 uygulanan kök hücrelerde kontrol grubuna göre küçülmüştür. Yara iyileşme deneyinde etken maddenin kök hücreler üzerindeki migrasyon hızını azaltıcı etkisinin kanser hücrelerine göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. BIBR1532 uygulanan hücre hatlarında EMT ilişkili genlerin regüle olması ise telomeraz inhibisyonunun EMT mekanizmasını etkilediğini göstermektedir. Kanser tedavisinde KKH'lerinin telomeraz inhibisyonuyla hedefli eliminasyonu, kanser hücrelerinin EMT mekanizmasına bağlı olarak hareket yeteneğini ve köklülüğünü sınırlandırabilmektedir. Yüksek telomeraz aktivitesiyle korele meme kanserinde, metastazın önlenmesi ve kanser nüksünün önüne geçilebilmesi açısından umut verici bir adım olabilir.

Abstract:
Cancer stem cells (CSCs) are a subgroup of cells that are involved in tumor tissue as a subpopulation and are capable of forming tumors and cause treatment resistance. CSCs, which contribute to tumor heterogeneity, are now considered as one of the reasons why cancer treatment is not fully successful. It is an attractive issue to target these cells to increase the efficiency of cancer therapies.
CSCs which have the common features of high telomerase activity and high migration and invasion capabilities are accepted as the initiator of metastasis. The fact that chemotherapeutic agents damage healthy tissue and CSCs are resistant to standard treatment raises the need for new therapeutic targets. BIBR1532, a selective small molecule inhibitor, enables effective targeting of cancer cells by inhibiting telomerase. Moreover, recent studies have suggested that telomerase is associated with epithelial mesenchymal transition (EMT). EMT program, which causes epithelial cells to acquire a mesenchymal morphology, is known to play a role in cancer metastasis. The hypothesis of our study is that suppression of telomerase in breast cancer cells would result in interruption of EMT mechanism. In our study, the cytotoxicity of telomerase inhibitor BIBR1532 was found in breast cancer cells MDA-MB-231 and MCF-7, breast cancer stem cells and breast epithelial stem cells and the effects of the substance on apoptosis were investigated. The effect of BIBR1532 on the migration rate of cells was examined by wound healing test and sphere forming capacities were observed with hanging drop test. Finally, the expression of 84 EMT-related genes was analyzed by real-time qPCR.
The IC50 values for the MDA-MB-231 and BESCs of the active substance BIBR1532 were calculated as 18.04 and 38.71 μl at 72 hours, respectively. While the apoptotic effects of the active substance on MDA-MB-231 and MCF-7 cells were not observed, apoptosis was found in BCSCs and BESCs as 26.5% and 32.2%, respectively. The effect of the active substance on BESCs was investigated for the first time and the drug had an apoptotic effect on stem cells. The sphere structures examined by the hanging drop test which showed that sphere areas were reduced in stem cells treated with BIBR1532 compared to the control group. In wound healing assay, we observed that active substance decreased the migration rate of stem cells more efficiently than cancer cells. The regulation of EMT-related genes in BIBR1532-treated cell lines indicated that telomerase inhibition affects the EMT mechanism. The targeted elimination of CSCs by telomerase inhibition in cancer treatment may limit the mobility and stemness of cancer cells due to the EMT mechanism. In breast cancer which is correlated with high telomerase activity, it can be a promising step in preventing metastasis and preventing cancer recurrence.