Böbrek kanserinde önemli proteinler ile kuersetin etkileşiminin moleküler kenetlenme ile araştırılması
Investigation of quercetin interaction with important proteins in kidney cancer by molecular docking
Yazar: MELTEM BOZ
Danışman: PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kanser bilindiği üzere dünya üzerinde ölüme sebep olan hastalıkların başında gelmektedir. Böbrek kanseri, özellikle renal hücreli karsinom (RCC) adı verilen bir türü, önemli bir sağlık sorunudur. Erkeklerde sık görülürken, kadınlarda da risk taşır. RCC dünya çapında yüksek ölüm oranına sahip kanserlerden biridir. Tedaviye direnç göstermesinin sebebi, kanser hücrelerinin genetik ve epigenetik değişikliklerinin yanı sıra farklı alt tiplerinin varlığı ve tedaviye karşı çeşitli mekanizmalar kullanmasıdır. Bu nedenle, RCC'nin tedavisi zor olabilir ve daha etkili tedavi stratejileri üzerine araştırmalar devam etmektedir. Yapılan araştırmalar sonucunda, böbrek kanseri ile ilişkilendirilen çeşitli moleküler işaretçilerin bulunduğu ve bu biyomarkerlerin tanı, prognoz ve tedavi yanıtının belirlenmesinde önemli rol oynayabileceği gözlemlenmiştir. Özellikle, serum ve idrar örneklerindeki belirli proteinler, gen ekspresyon profilleri ve metabolitler, böbrek kanseri tanısında potansiyel olarak kullanılabilecek biyobelirteç adayları olarak öne çıkmaktadır. Ancak, bu biyobelirteçlerin güvenilirliği ve spesifikliği konusundaki belirsizlikler ve standartlaştırma eksiklikleri, klinik uygulamaya geçişte önemli engeller oluşturmaktadır. Kuersetin, çeşitli Çin bitkisel ilaçlarından, sebzelerinden ve meyvelerinden elde edilebilen bir hidroksil flavonoiddir. Kuersetin, tümör hücresi büyümesini engelleyerek, hücre döngüsünü kontrol ederek ve hücrelerin ölümünü (apoptoz) başlatarak kanserle savaşabilir. Ayrıca, kuersetinin diğer kanser türlerinde anti-kanser etkilerini gösteren birçok araştırmanın olduğu ancak daha yakın zamanda yapılan çalışmalarda böbrek kanseri hücrelerinde de anti-kanser etkisi gözlendiği belirtilmiştir. Bu, kuersetinin potansiyel olarak böbrek kanseri tedavisinde kullanılabileceği anlamına gelmektedir. Ancak, bu bulguların daha fazla araştırma ile desteklenmesi gerekmektedir. Moleküler kenetlenme, ilaç tasarımı ve keşfi alanında kullanılan bir bilgisayar tabanlı modelleme yöntemidir. Bu yöntem, bir hedef molekül (genellikle bir protein) ile bir ilaç adayı arasındaki etkileşimleri öngörmeye ve optimize etmeye yöneliktir. Kanser çalışmalarında moleküler kenetlenme, spesifik olarak hedefe yönelik tedavilerin geliştirilmesi açısından önemli bir yer almaktadır. Oncogenler, hücrelerin kontrolsüz büyümesine ve kanser gelişimine yol açabilen genlerdir. DNA'daki değişiklikler (mutasyonlar), bu genleri aktive edebilir veya tümör baskılayıcı genleri devre dışı bırakabilir. Sonuç olarak, hücreler kontrolsüz bir şekilde büyümeye başlar. Özetle, onkogenler hücre büyümesini, bölünmesini ve hayatta kalmasını kontrol eden genlerdir ve kanser oluşumunda önemli bir rol oynarlar. Bu tez çalışmasında onkogenik etkiye sahip proteinlere; MET (Mezenkimal Epitelyal Geçiş Faktörü Reseptörü) ve hücre büyümesi ve çoğalması gibi önemli hücresel süreçleri kontrol eden sinyal yollarını etkinleştiren PDGFR (trombosit kaynaklı büyüme faktörü) de bağlandığı gösterilmiştir. Kuersetinin MET etkileşim modellerinde genel Vina puanları incelendiğinde en iyi etkileşimin -10.092 kcal/mol olduğu ve Vina'nın -8.101 kcal/mol'e kadar olan 9 model ürettiği gözlemlenirken: PDGFRA etkileşim modellerinde ise genel olarak en iyi etkileşimin -8.400 kcal/mol olduğu ve Vina'nın -7.627 kcal/mol'e kadar olan 7 model ürettiği gözlemlenmiştir. Kuersetinin böbrek kanseri tedavi süreçlerinde kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Cancer is one of the leading causes of death worldwide. Kidney cancer, especially a type called renal cell carcinoma (RCC), is a major health problem. While it is common in men, women are also at risk. RCC is one of the cancers with the highest mortality rate worldwide. It is resistant to treatment because cancer cells have genetic and epigenetic changes, as well as different subtypes and use various mechanisms to resist treatment. Therefore, RCC can be difficult to treat and research into more effective treatment strategies is ongoing. Research has shown that there are several molecular markers associated with kidney cancer and that these biomarkers may play an important role in determining diagnosis, prognosis, and treatment response. Certain proteins, gene expression profiles and metabolites in serum and urine samples stand out as biomarker candidates that can potentially be used in the diagnosis of kidney cancer. However, uncertainties about the reliability and specificity of these biomarkers and lack of standardization pose significant barriers to their translation into clinical practice. Quercetin is a hydroxyl flavonoid that can be obtained from various Chinese herbal medicines, vegetables, and fruits. Quercetin may fight cancer by inhibiting tumor cell growth, controlling the cell cycle, and initiating the death of cells (apoptosis). It has also been noted that there are many studies showings the anti-cancer effects of quercetin in other types of cancer, but more recent studies have also observed an anti-cancer effect in kidney cancer cells. This means that quercetin could potentially be used in the treatment of kidney cancer. However, these findings need to be supported by further research. Molecular docking is a computer-based modeling method used in the field of drug design and discovery. It aims to predict and optimize interactions between a target molecule (usually a protein) and a drug candidate. In cancer studies, molecular docking is important for the development of specifically targeted therapies. Oncogenes are genes that can lead to the uncontrolled growth of cells and the development of cancer. Changes in DNA (mutations) can activate these genes or deactivate tumor suppressor genes. As a result, cells start to grow uncontrollably. In summary, oncogenes are genes that control cell growth, division, and survival and play an important role in cancer formation. In this thesis, it was shown that MET (Mesenchymal Epithelial Transition Factor Receptor) and PDGFR (platelet-derived growth factor), which activates signaling pathways that control important cellular processes such as cell growth and proliferation, also bind to proteins with oncogenic effects. When the overall Vina scores of quercetins in MET interaction models were analyzed, it was observed that the best interaction was -10.092 kcal/mol and Vina produced 9 models up to -8.101 kcal/mol: In PDGFRA interaction models, it was observed that the best overall interaction was -8.400 kcal/mol and Vina produced 7 models up to -7.627 kcal/mol. It is thought that quercetin can be used in kidney cancer treatment processes.