Prostat kanserinde moleküler ve metabolik değişiklikleri hedeflemeye yönelik yeni tedavi stratejilerinin araştırılması
Investigation of new treatment strategies to target molecular and metabolic changes in prostate cancer
Yazar: MERVE ERKISA GENEL
Danışman: PROF. DR. İLHAN YAYLIM
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı / Moleküler Tıp Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
Kanser hücreleri biyokütle birikimi, enerji üretimi için artan talebi karşılamak ve redoks homeostazını sürdürmek için metabolik esneklik sergilemektedir. Farklı besin/nutrientlere olan bağımlılık kanser hücrelerinin tüm bu süreçlerin üstesinden gelmek için kendini adapte ettiği metabolik fenotipi belirlemektedir. Bu tez çalışması kapsamında, tip 2 diyabet tedavisinde yaygın olarak kullanılan metabolik bir ilaç olan metformin ile hazırlanan nanoformulasyonun (NPset&met) parental PC-3 ve bu hücrelerden zenginleştirilen prostat kanseri kök hücreleri (PKKH) üzerindeki olası anti-kanser etki mekanizmaları araştırılmıştır. PT hücrelerinden PKKH'ların başarılı bir şekilde zenginleştirildiği akım sitometrisi ve immunofloresans boyama yöntemleri ile gösterilmiştir. Farklı glikoz ve glutamin konsantrasyonlarının PC-3 ve PKKH'ların canlılığı üzerine olan etkisi MTT testi ve CytoTox-Glo™ sitotoksisite testi ile belirlenmiştir. Hücre içi ATP miktarı luminesans bazlı ATP kiti kullanılarak ölçülmüştür. Hücre ölümü analizleri akım sitometrisinde fosfatidilserin translokasyonu ve kaspaz 3/7 aktivitesi ölçülerek değerlendirilmiştir. Redoks homeostazı üzerine olan etkiler akım sitometrisinde süperoksit radikal ölçümü alınarak ve NAD+/NADH Glo kiti kullanılarak ölçülmüştür. Hücrelerde değişen metabolit seviyesi GC-MS ile saptanmıştır. Metastaz sürecine olan etkileri yara iyileşmesi, matrigel invazyon testi, 3B matrigel invazyon testi ve koloni formasyonu deneyleri ile değerlendirilmiştir. Metabolizma ve otofajik süreç ile ilişkili proteinler western blot yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Sonuçlar, glikoz ve glutaminin prostat tümörü içerisinde yer alan farklı hücre popülasyonları için önemli metabolitleri temsil ettiğini ve metabolitlerin yoksunluğunun prostat kanser hücrelerinin çoğalmasını azalttığını göstermektedir. Ayrıca besin kısıtlamasının setuksimab hedefli metformin yüklü NP tedavisi ile kombinasyonun göstermiş olduğu güçlü sitotoksik etki, besin kısıtlaması ve hedefe yönelik tedavi kombinasyonun prostat kanseri için etkili bir terapötik fayda sağlayabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Cancer cells exhibit metabolic flexibility to accumulate biomass, meet increased demand for energy production, and maintain redox homeostasis. The dependence on different nutrients determines the metabolic phenotype that cancer cells adapt to overcome all these processes. Within the scope of this thesis, the possible anti-cancer effect mechanisms of nanoformulation (NPset&met) prepared with metformin, a widely used metabolic drug in the treatment of type 2 diabetes, on parental PC-3 and prostate cancer stem cells (PCSCs) enriched from these cells were investigated. Successful enrichment of PCSCs from PT cells has been demonstrated by flow cytometry and immunofluorescence staining methods. The effects of different glucose and glutamine concentrations on the viability of PC-3 and PCSCs were determined by the MTT test and the CytoTox-Glo™ cytotoxicity test. The amount of intracellular ATP was measured using the luminescence-based ATP kit. Cell death assays were evaluated by measuring phosphatidylserine translocation and caspase 3/7 activity in flow cytometry. Effects on redox homeostasis were measured by measuring the superoxide radical in flow cytometry and using the NAD+/NADH Glo kit. Altered metabolite level in cells was detected by GC-MS. The effects on the metastasis process were evaluated with wound healing, matrigel invasion test, 3D matrigel invasion test, and colony formation experiments. Proteins associated with metabolism and autophagic process were detected using western blot method. The results show that glucose and glutamine represent important metabolites for different cell populations within prostate tumor and that deprivation of metabolites reduces proliferation of prostate cancer cells. In addition, the strong cytotoxic effect of nutrient restriction in combination with cetuximab-target metformin-loaded NP therapy indicates that the combination of nutrients restriction and targeted therapy can provide an effective therapeutic benefit for prostate cancer.