İnsan meme kanseri hücre hattında (MCF-7) AKT inhibitörünün apoptozis üzerine etkisi
Effect of AKT inhibitor on apoptosis in human breast cancer (MCF-7) cell line
Yazar: AHMET KARAKUŞ
Danışman: PROF. DR. ORHAN ERDOĞAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Tamoksifen = Tamoxifen

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, AKT fosforilasyonunu inhibe eden bir benzimidazol bileşiği olan AKT inhibitörü-IV (5-(2-Benzotiazolil)-3-etil-2-[2-(metilfenilamino)etenil]-1-fenil-1H-benzimidazolyum iyodür)'ün MCF-7 insan meme kanseri hücre hattı üzerine sitotoksik ve apoptotik etkilerinin meme kanseri tedavisinde kemoterapötik ilaç olarak kullanılan tamoksifenle kıyaslanarak belirlenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Amacımız kapsamında, MCF-7 hücreleri hücre kültür ortamında çoğaltıldı ve etkilerini araştırmak istediğimiz AKT inhibitörü-IV'ün 0,1, 1, 1,5, 2,5 ve 5 µM'lık konsantrasyonları ve tamoksifenin 5, 10, 25 ve 50 µM' lık konsantrasyonları ile muamele edildi. Ardından yapılan MTT testi ile MCF-7 hücrelerinin % canlılık oranları ve uygulanan her iki test örneği de gruplarının IC50 değerleri belirlenmiştir. Sonrasında test bileşiklerinin apoptotik hücre ölümü üzerine etkisi kolorimetrik olarak CDDE yöntemi ile analiz edilmiştir. Test bileşiklerinin apoptotik yolaklarda görev alan AKT, BCL-2, BAX ve Kaspaz-3 gen ekspresyonları üzerine etkisi ise Real-Time PCR yöntemi ile değerlendirilmiştir.   
Bulgular: AKT inhibitörü-IV ve tamoksifen uygulanan MCF-7 hücrelerinde hücre canlılığının doza bağımlı olarak azaldığı belirlenmiştir. IC50 değerleri AKT inhibitörü-IV için 1,1 µM, tamoksifen için ise 5,2 µM olarak hesaplanmıştır. MCF-7 hücrelerine uygulanan tedaviler apoptoz oranını önemli oranda artırmıştır. Apoptozun kolorimetrik değerlendirmesi sonucunda AKT inhibitörü-IV ve tamoksifen uygulanan hücrelerde kontrol grubu hücrelerine kıyasla apoptozun sırasıyla 5,9 ve 3,65 kat arttığı gözlenmiştir. Ayrıca her iki tedavi grubunda da, BCL-2 ve AKT gen ifadesini azaldığı, BAX ve Kaspaz-3 gen ifadelerinin arttığı belirlenmiştir.
Sonuç: Kanser tedavisinde son yıllarda yeni teröpatiklerin keşfi ve etkinliğinin araştırılması önem arz etmektedir. Bu çalışma ile AKT inhibitörü-IV'ün in vitro ortamda MCF-7 hücreleri üzerinde güçlü sitotoksik etkinliğe sahip olduğu, hücreleri apoptotik hücre ölümüne yönlendirdiği ve bazı apoptotik gen ekspresyonları üzerinde önemli etkilere sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to determine the cytotoxic and apoptotic effects of AKT inhibitor-IV, a benzimidazole compound that inhibits AKT phosphorylation, on MCF-7 human breast cancer cell line by comparing with tamoxifen, which is used as a chemotherapeutic drug in the treatment of breast cancer.
Method: Within the scope of our purpose, MCF-7 cells were grown in cell culture medium and treated with various concentrations AKT inhibitor IV (0,1, 1, 1,5, 2,5 and 5 µM) and tamoxifene (5, 10, 25 and 50 µM). Changes in cell viability percentges of AKT inhibitor-IV and tamoxifen treated MCF-7 cells were determined by MTT assay, and half maximal inhibitory concentrations (IC50) calculated. Afterwards, the effect of test compounds on apoptotic cell death was analyzed colorimetrically by CDDE method. The effect of test compounds on the expression of AKT, BCL-2, BAX and Caspase-3 genes involved in apoptotic pathways was evaluated by Real-Time PCR method.
Findings: It was determined that the cell viability decreased in a dose-dependent manner in MCF-7 cells treated with AKT inhibitor-IV and tamoxifen, and the IC50 values were calculated as 1,1 µM for AKT inhibitor-IV and 5.2 µM for tamoxifen. Both test samples applied to MCF-7 cells significantly increased the rate of apoptosis. As a result of the colorimetric evaluation of apoptosis, it was observed that apoptosis increased 5.9 and 3.65 times, respectively, in AKT inhibitor-IV and tamoxifen-treated MCF-7 cells compared to control group cells. In addition, it was determined that BCL-2 and AKT gene expression decreased and BAX and Caspase-3 gene expressions increased in both treatment groups.
Results: In the treatment of cancer, it is important to discover new therapeutic agents and to investigate their efficacy in recent years. With this study, it was concluded that AKT inhibitor-IV has strong cytotoxic activity on MCF-7 cells in vitro, directs cells to apoptotic cell death and has significant effects on some apoptotic gene expressions.