Mır-216b'nı̇n meme kanserı̇nde trastuzumab tedavı̇sı̇ ve gelı̇şen dı̇renç sürecı̇nde rollerı̇nı̇n araştırılması
Investigation of the role of mir-216b in trastuzumab treatment and resistance development process in breast cancer
Yazar: İŞTAR BURCU DOLAPÇI
Danışman: DOÇ. DR. BALA GÜR DEDEOĞLU
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Kadınlarda kansere bağlı ölümlerin en sık nedeni olan meme kanseri birden fazla alt tipe sahiptir ve etkin tedavi yöntemi belirlemede alt tipin bilinmesi önem taşımaktadır. Epidermal büyüme faktörü reseptörü 2 (HER2) ifadesinin arttığı HER2+ meme kanserleri agresif bir fenotipe sahiptir ve nüksetme oranları yüksektir. Bu alt tipin tedavisinde yaygınlıkla kullanılan bir monoklonal antikor olan trastuzumab (Herceptin) HER2 sinyal artışını ve yol açtığı birtakım sinyal yolağı aktivasyonlarını bloke etmek için kullanılır. Ancak hastaların büyük bir kısmında belirli bir süre sonra ilaca karşı direnç gelişimi görülür. MikroRNA'lar (miRNA'lar) yaklaşık 19-23 nükleotid uzunluğunda protein kodlamayan ancak gen ifadesini düzenlemede fonksiyonel rolü olan RNA molekülleridir. Meme kanserinde ve ilaç cevabında etkili miRNA profillerinin tanımlanması miRNA'ların kanser ve direnç tedavisinde terapatik hedef olarak kullanılabileceği fikrini doğurmuştur. Laboratuvarımızda yapılan önceki çalışmalarda iki adet HER2+ hücre hattı (BT-474, SK-BR-3) kullanılarak önceden trastuzumab cevabında kilit noktada olduğu belirlenmiş iki adet miRNA'nın (miR-29b-2-5p, miR-216b-5p) trastuzumaba duyarlı ve dirençli hücrelerin proliferasyon, motilite ve invazyonu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. En belirgin antikanser etkinliği miR-216b-5p'nin dirençli SK-BR-3 hücrelerinde göstermesi ile çalışmaya duyarlı ve dirençli SK-BR-3 hücreleri ve miR-216b-5p ile devam edilmiştir. Tez kapsamında miR-216b-5p'nin dirençli hücrelerde gösterdiği antikanser etkinliğin altındaki moleküler mekanizmaların aydınlatılması amaçlanmıştır. miR-216b-5p mimik ve scrambled kontrol (scr) ile transfekte edilen duyarlı ve dirençli hücreler ile yapılan mikrodizin deneylerinin sonucunda yapılan yolak analizleri bu miRNA'nın dirençli hücreler üzerindeki etkisinde nekroptoz yolağının rolüne dikkat çekmiştir ve bu yolaktaki STAT1, IRF9 ve PKR (EIF2AK2) genlerinin ifade artışı mRNA düzeyinde doğrulanmıştır. Mikrodizin sonuçlarıyla miR-216b-5p'nin olası hedefleri birlikte değerlendirildiğinde öne çıkan JUN geninin 3' translasyonu yapılmayan bölgesinin (UTR) miR- 216b-5p tarafından hedeflendiği biyoinformatik olarak doğrulandıktan sonra mimik transfekte dirençli hücrelerdeki Jun mRNA ve protein ifadesindeki düşüş gösterilmiştir. MiR-216b-5p'nin dirençli SK-BR-3 hücreleri üzerindeki apoptotik etkisinin de gösterilmesiyle bu miRNA'nın dirençli hücrelerde neden olduğu hücre ölümünü Jun üzerinden gerçekleştirebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Breast cancer which is the most common cause of cancer-related death in women has several subtypes and it is important to know the subtype to apply an effective treatment. Human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) is overexpressed in HER2+ subtype and it has an aggressive phenotype and a high recurrence rate. Trastuzumab (Herceptin) is a commonly used monoclonal antibody used for the treatment of this subtype and it blocks the increase in HER2 signaling and related activation of some signaling pathways. However most of the patients suffer from resistance to the drug after some time. MicroRNAs (miRNAs) are approximately 19-23 nucleotide long non- coding RNA molecules having functional roles in gene regulation. Identification of miRNA profiles having roles in breast cancer and drug response has led to the idea that miRNAs could be used as therapeutic targets in cancer and drug resistance cases. In the previous studies performed in our laboratory, the effects of two miRNAs (miR-29b-2-5p, miR-216b-5p) which were previously identified as hub miRNAs in trastuzumab response on the proliferation, motility, and invasion capacities of trastuzumab sensitive and resistant cells were investigated by using two HER2+ cell lines (BT-474, SK-BR-3). The most evident effect was seen when miR-216b-5p was transfected to resistant SK-BR-3 cells therefore, it is decided to continue to the study with trastuzumab sensitive and resistant SK-BR-3 cells and miR-216b-5p. In this thesis, the aim is to enlighten the molecular mechanisms underlying the anticancer effect of miR-216b-5p on the resistant SK-BR-3 cells. The pathway enrichment analyses performed as a result of microarray experiments of miR-216b-5p mimic and scrambled control (scr) transfected sensitive and resistant SK-BR-3 cells show the role of necroptosis pathway in the anticancer effect of this miRNA on resistant cells. The overexpression of STAT1, IRF9 and PKR (EIF2AK2) genes which have roles in necroptosis pathway is verified on mRNA level. When the microarray results and the predictive targets of miR-216b-5p are evaluated together, JUN stands out and after bioinformatically verifying that its 3' untranslated region (UTR) is targeted by miR-216b-5p, the downregulation of JUN in mimic transfected resistant cells is verified on both mRNA and protein level. In addition, the apoptotic effect of miR-216b-5p on resistant SK-BR-3 cells is determined by apoptosis assay. When all these findings are taken together, it is concluded that miR-216b-5p might cause the death of resistant cells by regulating Jun.