Kurkuminin glioma hücrelerindeki 14-3-3 proteinlerinin anlatımı üzerine etkileri
The effects of curcumin on 14-3-3 proteins expression in glioma cells
Yazar: ŞENİZ ASLAN
Danışman: PROF. DR. EVREN ÖNAY UÇAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Glioma = Glioma ; Kurkumin = Curcumin ; Protein immobilizasyonu = Protein immobilization ; Proteinler = Proteins ; Terapötik yöntemler = Therapeutics

Özet:
Dünya Sağlık Örgütü'ne göre, 2019 yılında çoğu ülkenin 70 yaş altı ölüm sebepleri sıralamasında kanser birinci veya ikinci sırada gelmektedir. 2020 yılında 19.3 milyon yeni kanser vakası rapor edilmiştir ve bu yeni vakaların %1.6'sını beyin ve sinir sisteminde görülen kanserler oluşturmuştur. Merkezi sinir sisteminde sık görülen ve en agresif karakterli kanser türü olan gliomanın tedavisi için kullanılan yöntemler, çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Yapılan araştırmalar, glioma hücrelerinin gösterdiği direnç mekanizmasının uygulanan tedaviyi etkisiz kıldığını göstermektedir. Bu nedenle kanser tedavisinde hücre direncini azaltarak birden fazla mekanizmayı aynı anda etkileyecek kombinasyonları oluşturmak, günümüz kanser stratejilerinden biri olarak kabul görmektedir. Bu stratejiler arasında kanser hücresinin tedaviye karşı geliştirdiği, direncini ortadan kaldıracak sentetik veya doğal maddelerin kullanıldığı çok sayıda çalışma literatürde bulunmaktadır.
Kanser hücrelerinin tedaviye karşı oluşturduğu direncini etkilediği bilinen doğal maddelerden biri de zerdeçal bitkisinden elde edilen kurkumindir. Kimyasal yapısındaki fenolik halkalar aracılığıyla etkinleşen antioksidan, antimikrobiyal, antiinflamutuar, antianjiyogenik, antimutajenik özellikleri, kurkumini iyi bir kanser ajanı yapmaktadır. Kurkuminin bu önemli etkileri, çeşitli kanser türleri üzerinde değerlendirilmiş ve olumlu bulgular elde edilmiştir. Bununla birlikte kurkuminin etkileri glioma hücrelerinde de incelenmiş ve proliferasyonu durdurucu bir etkisinin olduğu gösterilmiştir.
KURKUMİNİN GLİOMA HÜCRELERİNDEKİ 14-3-3 PROTEİNLERİNİN ANLATIMI ÜZERİNE ETKİLERİ
14-3-3 proteinleri yüksek oranda korunmuş, tüm ökaryotik hücre ve dokularda eksprese edilen, geniş etkileşim ağına sahip bir adaptör protein ailesidir. Tüm hayvan ve bitki dokularında bulunan bu proteinlerin çeşitli izoformları bulunmaktadır. Memeli hücrelerinde 7 farklı 14-3-3 izoformu (β, γ, ε, ζ, η, /τ ve σ) tanımlanmıştır. 14-3-3 proteinlerinin çok işlevli proteinler olarak, çoğu hücresel proteinlerin fonksiyonlarını modüle ettiği bilinmektedir. Elliden fazla sinyal molekülü, 14-3-3 ligandı olarak bildirilmiştir. 14-3-3 proteinleri çeşitli kinazların, fosfatazların, transmembran reseptörlerinin ve transkripsiyon faktörlerinin fosforillenmiş serin/treonin bakiyelerine bağlanmaktadır. Bu proteinlerinin, kurduğu etkileşimlerin düzenleme, lokalizasyon veya kataliz şeklinde üç temel rolü bulunmaktadır. Bu rolleri iki farklı davranışı; adaptör veya şaperon aktivitesini göstererek ortaya koymaktadır. Efektör proteinlerle etkileşimlerinde 14-3-3 proteinleri nöronal gelişim, hücre büyümesi, apoptoz ve viral ya da bakteriyal patogenez gibi çeşitli biyolojik işlemlerin düzenlenmesinde rol almaktadır. Aynı zamanda çeşitli tümörlerin regülasyonuyla, metabolik hastalıklarla ve nörodejeneratif hastalıklarla ilişkili oldukları bilinmektedir. Çeşitli kanser hücrelerinde 14-3-3 proteinlerinin anlatım seviyeleri incelendiğinde, genellikle bu izoformların ekspresyonlarının arttığı görülmüş ve biyobelirteç olarak kullanılmaları önerilmiştir.
Bu tez çalışmasında kurkuminin farklı glioma hücrelerindeki 14-3-3 izoformlarının anlatımları üzerine etkilerinin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada U87-MG ve LN229 insan glioma hücre hatlarına kurkumin uygulanarak, bu hücrelerdeki 14-3-3 proteinlerinin anlatım seviyelerindeki değişimler incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle farklı konsantrasyonlarda uygulanan kurkuminin hücreler üzerindeki toksik etkisini belirlemek amacıyla sitotoksisite analizleri (MTT deneyi) gerçekleştirilmiştir. Sitotoksisite analizlerine göre hücrelere 3, 6, 9 ve 12 M konsantrasyonlarında kurkumin uygulanmasına karar verilmiştir. Her iki hücreye de kurkumin uygulamaları yapıldıktan sonra bu hücrelerdeki 14-3-3 proteinlerinin ekspresyon seviyeleri Western Blot analizi ile değerlendirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, çoğu 14-3-3 izoformunun anlatımının azaldığı saptanmıştır. Sonuç olarak kurkuminin farklı glioma hücrelerindeki 14-3-3 proteinleri üzerindeki etkileri ilk kez bu tez çalışmasında ortaya konulmuştur. Kurkumin glioma tedavisinde kullanılabilecek potansiyel bir antikanser ajan olmakla birlikte, hipotezin doğrulanması adına daha ileri çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
According to the World Health Organization, cancer ranks first or second in the list of causes of death under the age of 70 in most countries in 2019. 19.3 million new cancer cases were reported in 2020, and 1.6% of these new cases were found in the brain and nervous system. The methods used for the treatment of glioma, which is the most common and most aggressive type of cancer in the central nervous system, are often insufficient. Studies show that the resistance mechanism of glioma cells renders the treatment ineffective. For this reason, creating combinations that will affect more than one mechanism at the same time by reducing cell resistance in cancer treatment is accepted as one of today's cancer strategies. Among these strategies, there are many studies in the literature in which synthetic or natural substances developed by cancer cells against treatment are used to eliminate their resistance.
One of the natural substances known to affect the resistance of cancer cells to treatment is curcumin, which is obtained from the turmeric plant. Its antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory, antiangiogenic and antimutagenic properties, which are activated by phenolic rings in its chemical structure, make curcumin a good cancer agent. These important effects of curcumin were evaluated on various types of cancer and positive findings were obtained. However, the effects of curcumin were also examined in glioma cells and it was shown that it has a proliferation arresting effect.
THE EFFECTS OF CURCUMIN ON 14-3-3 PROTEINS EXPRESSION IN GLIOMA CELLS
The 14-3-3 proteins are a highly conserved family of adapter proteins, expressed in all eukaryotic cells and tissues, and with a wide network of interactions. There are various isoforms of these proteins, which are found in all animal and plant tissues. Seven different 14-3-3 isoforms (β, γ, ε, ζ, η, /τ and σ) have been identified in mammalian cells. As multifunctional proteins, 14-3-3 proteins are known to modulate the functions of most cellular proteins. More than fifty signaling molecules have been reported as the 14-3-3 ligand. The 14-3-3 proteins bind to phosphorylated serine/threonine residues of various kinases, phosphatases, transmembrane receptors and transcription factors. These proteins have three basic roles in the regulation, localization or catalysis of their interactions. These roles are two different behaviors; by showing adapter or chaperone activity. In their interaction with effector proteins, 14-3-3 proteins are involved in the regulation of various biological processes such as neuronal development, cell growth, apoptosis, and viral or bacterial pathogenesis. They are also known to be associated with the regulation of various tumors, metabolic diseases and neurodegenerative diseases. When the expression levels of 14-3-3 proteins in various cancer cells were examined, it was observed that the expression of these isoforms was increased and their use as a biomarker was suggested.
In this thesis, it was aimed to evaluate the effects of curcumin on the expression of 14-3-3 isoforms in different glioma types. In the study, changes in expression levels of 14-3-3 proteins in U87-MG and LN229 human glioma cell lines were investigated by applying curcumin. For this purpose, first of all, cytotoxicity test (MTT test) was carried out to determine the toxic effect of curcumin treated at different concentrations on cells. As a result of the cytotoxicity experiment, it was decided to apply 3, 6, 9 and 12 μM doses of curcumin to the cells. After curcumin treatments were applied to both cells, the expression levels of 14-3-3 proteins in these cells were evaluated by Western blot analysis. As a result of Western blot analysis, it was found that expression of most 14-3-3 isoforms decreased, and the effects of curcumin on 14-3-3 proteins in different glioma cells were revealed for the first time in this thesis study. Although curcumin appears to be a good anticancer agent for glioma, further studies are needed.