Glioblastoma multiforme dokularında insülin reseptör substrat-1'in (IRS1) mutasyonel analizi ve ekspresyon/aktivasyon profilinin değerlendirilmesi
Mutational analysis and expression/activation profile of insulin receptor substrate-1 (IRS1) in glioblastoma multiforme tissues
Yazar: İSMAİL MUSAB GÜLAÇAR
Danışman: DOÇ. DR. YASİN TÜLÜCE ; DOÇ. DR. HALİL ÖZKOL
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; DNA = DNA ; Genler = Genes ; Glioblastoma = Glioblastoma ; Mutasyon = Mutation ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Sinyal nakli = Signal transduction ; İnsülin = Insulin

Özet:
Glioblastom Multiforme tümörü en yüksek maligniteye sahip beyin tümörü çeşididir. 2016 Dünya Sağlık Örgütü Merkezi Sinir Sistem tümörleri sınıflandırmasında birçok beyin tümörü gibi GBM tanısında da genotipik parametreler önem kazanmıştır. GBM patogenezinde IDH, EGFR, PTEN ve TP53 genlerinin mutasyonel durumlarının etkili olduğu literatürde birçok çalışmayla gösterilmiştir. EGFR ve PTEN gibi proteinlerin etkilediği sinyal yolakları ile İnsülin Reseptör Substrat (IRS) proteinleri etkilediği sinyal yolakları birbirne çok yakındır. IRS proteinlerinin kanserin başlangıç aşamalarından metastatik ilerlemeye kadar her aşamada etkili olduğu birçok çalışmada gösterilmiştir. Literatürde IRS1 proteininin proteomik ve genomik düzeydeki değişimleri bir çok kanser tipi ile ilişkilendirilmiş olup, IRS1 proteininin onkogenik transformasyonda önem taşıdığı gösterilmiştir. Ancak bugüne kadar, Glioblastom Multiforme patogenezinde etkin rol oynadığını düşündüğümüz IRS1 bağımlı hücre sinyal yolağının aydınlatılmasına yönelik her hangi bir çalışma gerçekleştirilmemiştir. Biz bu çalışmamız kapsamında, belirli kanser türlerinin gelişiminde etkisi olduğu gösterilen insülin reseptör substrat-1 (IRS1) proteinin Glioblastom Multiforme  oluşumundaki etkisini araştırdık. Dolayısıyla Glioblastom tanısı almış tümör dokuların, otopsi materyali olarak alınan normal beyin dokularına kıyasla, tümörün proliferasyonunu etkilediğini düşündüğümüz IRS1'in ve hedef proteinleri olan AKT ve ERK' ün ekspresyon ve aktivasyon profilini ortaya koyduk. Aynı zamanda IRS1' in genomik düzeydeki değişimlerinden kaynaklanabilecek sinyal değişimlerini elemine etmek amacıyla da IRS1' in glioblastom dokularındaki genomik profilini de belirledik. Çalışmamız kapsamında Glioblastom Multiforme tanısı almış tümör dokularından ve otopsi sırasında alınmış normal beyin dokularından DNA izolasyonu gerçekleştirilerek IRS1 geni PCR tekniği aracılığıyla çoğaltılmış ve DNA dizi analizine alınmıştır. Glioblastom tümör dokularındaki IRS1, AKT ve  ERK  proteinlerinin ekspresyon ve aktivasyon profilleri ise Western Blot tekniği ile belirlenmiştir. Dizi analizi sonuçlarına göre hastaların 12 tanesinde c.1519G>A, p.A507T, bir hastada c.370G>T, p.A124S, bir hastada c.702G>A, p.G234G ve iki hastada ise c.1633G>C, p.V533L değişimleri saptanmıştır. IRS1 bağımlı sinyal yolağına ait ekspresyon ve aktivasyon profilinin tümör dokularında belirgin bir derecede artış gösterdiğini saptadık. Çalışmamız kapsamında elde edilen sonuçlar, IRS1 mutasyonlarının ve sinyal yolağının Glioblasom Multiforme oluşumu açısından oldukça önemli olduğunu ortaya koymaktadır.
Anahtar sözcükler: Glioblastom Multiforme, İnsülin Reseptör Substrat Poteinleri (IRS), kanser, mutasyon, aktivasyon, ekpresyon

Abstract:
Glioblastoma Multiforme is one of the most malignant type of brain tumors. According to tumor classification of 2016 World Health Organization Central Nerve System, genotypical parameters have become more important in the diagnosis of GBM, like many other brain tumors. Mutational status of IDH, EGFR, PTEN and TP53 genes have been shown as effective in the pathogenesis of GBM in many recent researches. Signaling pathways that are affected by proteins like EGFR and PTEN closely resonate signaling pathways of Insulin Receptor Substrat (IRS) proteins. It has been shown that IRS proteins are effective from begining of cancer to metastatic progress in many studies. While the variations of IRS1 in proteomic and  genomic levels have been linked to many cancer types, it has been shown that IRS1 protein has pivotal role in oncogenic transformation in literature.  However, there is no study to enlight IRS1 dependent signaling pathway that we thought it has effective role in the pathogenesis of GBM. We have studied the role of IRS1 protein that has been shown as effective in certain cancer types in the pathogenesis of GBM. Therefore, we have profiled expression and activation of IRS1 and of its effector proteins, AKT and ERK, in GBM tumors comparing with normal tumors taken from autopsy materials. We have also determined genomic profile of IRS1 due to eleminating singaling variations resulting from mutational status of IRS1. After DNA isolation from GBM tumors, IRS1 gene has been amplified by PCR technique and DNA sequence analysis has been performed. The expression and activation profile of IRS1, AKT and ERK proteins in GBM have been determined by Western-Blot. Heterozygote variation of c.1519G>A, p.A507T in 12 patients,  of c.370G>T, p.A124S, in one patient,  of c.702G>A, p.G234G in one patient and of c.1633G>C, p.V533L in two patients have been determined. We also showed that the expression and activation profiles of IRS1 dependent signaling pathway are significantly increased in tumor samples. The results obtained from our study show that mutational status and signaling pathway of IRS1 have pivotal role in the pathogenesis of GBM.

Key Words: Glioblastoma Multiforme, Insulin Receptor Substrat Proteins (IRS), cancer, mutation, activation, expression