Mikrobiyota kaynaklı postbiyotiklerin antikanser mekanizmalarının omiks yaklaşımlarla değerlendirilmesi
Evaluation of anticancer mechanisms of microbiota-derived postbiotics with omics approaches
Yazar: OZAN HALİSÇELİK
Danışman: PROF. DR. FADİME KIRAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoetik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Karsinoma-hepatoselüler = Carcinoma-hepatocellular ; Lipidomiks = Lipidomics ; Metabolomikler = Metabolomics

Özet:
Mikrobiyota ile arasındaki karmaşık etkileşim, kanser araştırmalarında mikrobiyotayı oldukça önemli bir araştırma alanı haline getirmiştir. Bu tez çalışmasında, kansere dirençli Nannospalax xanthodon türünün bağırsak mikrobiyotasından izole edilen ve Lactiplantibacillus animalis olarak tanımlanan bakteriden fermantasyon neticesinde elde edilen postbiyotiklerin hepatosellüler kansere karşı etkinlik gösteren antikanser mekanizmalarını ortaya çıkarmak, hücrelerin üzerindeki etki mekanizmasını küresel OMİKS yaklaşımlarının entegrasyonu ile ortaya koymak amacıyla, Proteomiks, Metabolomiks ve Lipidomiks çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen postbiyotiklerin, Hep 40 hücreleri üzerindeki etkinliklerinin proteomiks analizleri sonucunda 172 adet sadece Hep 40 numunesine özgün protein keşfedilmiştir ve bunların arasında, önceki çalışmalara bakıldığında 9 adet anti kanser özellik sergileyen protein olduğu görülmüştür ve bazı proteinlerin ise kanser tedavisinde biyobelirteç olarak kullanılabileceği görülmüştür. Yine postbiyotiklerin protein içeriğine bakıldığında, 128 adet protein tespit edilmiştir, bu proteinlerin anti kanser etkinliklerinin ayrıca araştırılması gerekmektedir. Metabolomiks analizlerinin sonucunda, postbiyotiğe ait 74 metabolit analiz edilmiştir ve 12 adet ifadesi yüksek olan metabolit keşfedilmiş ve de yapılan literatür taramalarında bunların anti kanser etki gösterebildiği anlaşılmıştır. Benzer şekilde, Hep 40 hücre hattının postbiyotikle muamelesi sonrasında, sadece bu numuneye özgün 25 adet metabolit keşfedilmiş ve 9 tanesinin anti kanser özellik taşıdığı yapılan çalışmalar incelendiğinde anlaşılmıştır, bazı metabolitlerin ise kanser tedavisinde biyobelirteç olarak kullanılabileceği görülmüştür. Lipidomiks analizlerinde ise, Hep 40 hücre hattının postbiyotikle muamele edilmiş numunesine özgün 15 adet lipid keşfedilmiştir ve hepsinin anti kanser özellik gösterdiği yapılan literatür çalışmalarında bulunmuştur. Postbiyotik içşin yapılan lipidomiks çalışmalarında toplam 59 adet lipid bulunmuştur ve bunların arasında 10 tanesi lipid ifadesi yüksek olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmalar kullanılan postbiyotiğin karaciğer kanser hücre hattı üzerindeki etkinliğini protein, metabolit ve lipid özelinde sergilerken; yine aynı postbiyotiğin ilerleyen zamanlarda in-vivo çalışmalara ışık tutabilecek anti kanser özellikli terapötik bir ajan olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, Proteomics, Metabolomics and Lipidomics studies were carried out in order to reveal the anticancer mechanisms of postbiotics obtained as a result of fermentation from bacteria isolated from the intestinal microbiota of the cancer-resistant Nannospalax xanthodon species and identified as Lactiplantibacillus animalis against hepatocellular cancer and to reveal the mechanism of action on cells with the integration of global OMICS approaches. Cell viability and cell death of these cell lines at the end of 48 hours were checked and OMICS analyses were continued with the samples collected at the end of this hour. As a result of the proteomics analyses of the activities of the obtained postbiotics on Hep 40 cells, 172 proteins specific only to Hep 40 sample were discovered and among these, 9 proteins exhibiting anti-cancer properties were found in previous studies and some proteins could be used as biomarkers in cancer treatment. Again, when the protein content of postbiotics was analysed, 128 proteins were identified, and the anti-cancer activity of these proteins should be further investigated. As a result of metabolomics analyses, 74 metabolites of the postbiotic were analysed and 12 metabolites with high expression were discovered and it was understood that they may have anti-cancer effects in the literature reviews. Similarly, after treatment of Hep 40 cell line with postbiotic, 25 metabolites unique to this sample were discovered and 9 of them were found to have anti-cancer properties, and some metabolites could be used as biomarkers in cancer treatment. In lipidomics analyses, 15 lipids specific to the postbiotic treated sample of Hep 40 cell line were discovered and all of them were found to have anti-cancer properties in the literature studies. A total of 59 lipids were found in lipidomics studies for the postbiotic and 10 of them were found to have high lipid expression. These studies demonstrated the activity of the postbiotic used on the liver cancer cell line in terms of protein, metabolite and lipid specificity, and showed that the same postbiotic may be a therapeutic agent with anti-cancer properties that may shed light on in-vivo studies in the future.