Kolorektal kanseri hücrelerinin 5-Florourasil (5-FU) duyarlılığı üzerine laktik asit bakteri (LAB) kaynaklı postbiyotik etkisinin araştırılması
Investigation of lactic acid bacteria (LAB) induced postbiotic effect on the sensitivity of colorectal cancer cells to 5-Florouracil (5-FU)
Yazar: BÜŞRA GÖRGÜN
Danışman: PROF. DR. LEYLA DİDEM KOZACI ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL AYDIN
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Translasyonel Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Kolorektal kanserlerde kullanılan en önemli kemoterapötik molekül 5-Florourasil'dir. Kimi hastalarda 5-FU'ya karşı gelişen duyarsızlık prognozu olumsuz yönde etkilemektedir. Ölümlerin çoğu kemoterapiye duyarsız hücrelerin metastazına bağlıdır. Kemoterapiyle birlikte probiyotik ve postbiyotik kullanımına dayanan adjuvan müdahalelerin klinik prognozu olumlu etkileyeceği hipotezi tedavide potansiyel bir stratejidir. Canlı probiyotik mikroorganizma kullanımında görülen faydalı etkiler bazı durumlarda kısa ömürlü, etkisiz ve belirsizdir. Bu dezavantajlar probiyotiklerden elde edilen metabolik ürünler olan postbiyotiklerin önemini arttırmaktadır. Kanser hücreleri ağır stres koşullarında otofajiyi kullanarak hayatta kalabilmektedirler. Bu süreç tümör büyümesini, tedaviye duyarsızlığı arttırmaktadır. Otofajinin inhibe edildiği tümörlerden izole edilen kanser hücrelerinin, otofaji inhibisyonu gerçekleştirilmemiş kanser hücrelerine göre eksojen stres uyaranlarına daha duyarlı olduğu görülmüştür. Literatürde laktik asit bakterisi kaynaklı postbiyotikler ve kemoterapinin kombine uygulanmalarının oluşturduğu kemoterapötik yanıtta otofaji etkisinin olup olmadığını bildiren bir çalışma bulunmamaktadır. Bu amaçla çalışmamızda, 5-FU'ya duyarlı kolorektal adenokarsinom (HT-29), literatürde 5-FU'ya duyarsızlığı kanıtlanmış olan kolorektal adenokarsinom (Caco-2) ve kontrol grubu olarak normal insan fibroblast (BJ) hücreleri kültür ortamında 5-FU ve/veya postbiyotikle (LAB kaynaklı) muamele edilerek otofajik süreçleri incelenmiştir. Kullanılan postbiyotikler Ankara bölgesinde geleneksel yollarla hazırlanan yoğurt örneklerinden izole edilen probiyotiklerden elde edilmiştir. Antioksidan kapasitesi en yüksek postbiyotik çalışmamızda kullanılmıştır. 5-FU'nun kültür ortamında etkin değeri saptanmıştır. Takiben 5-FU ve/veya postbiyotik kombine uygulamasının otofajik yolaklar üzerine etkisi Geri Transkripsiyon Polimeraz Zincir Reaksiyonu qRT-PCR ve Western Blot ile belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda LAB kaynaklı postbiyotiklerin kolorektal kanseri hücrelerinde 5-FU tedavisi sonucu uyarılan otofaji sinyal yolağında inhibisyon etkisine neden olduğu gösterilmiştir. Çalışmamızın çıktıları ileriki çalışmalar için öncü nitelik taşımaktadır. Çalışmamız, hücre kültüründe hücrelerin ilaçlara etkinliği saptamada, tedavi dozunu belirlemede daha doğru bir projeksiyon sağlayacak farmakovijilans çalışmalarına ışık tutacaktır.

Abstract:
The most important chemotherapeutic molecule used in colorectal cancers is 5-Fluorouracil. Insensitivity developed against 5-FU in some patients adversely affects the prognosis. Most deaths are attributed to the metastasis of cells insensitive to chemotherapy. The hypothesis that adjuvant interventions based on probiotic and postbiotic use in conjunction with chemotherapy will positively impact clinical prognosis is a potential strategy in treatment. The beneficial effects observed with live probiotic microorganisms are sometimes short-lived, ineffective, and uncertain. These disadvantages increase the importance of postbiotics, which are metabolic products derived from probiotics. Cancer cells can survive under severe stress conditions by utilizing autophagy. This process promotes tumour growth and increases resistance to treatment. It has been observed that cancer cells isolated from tumours where autophagy is inhibited are more sensitive to exogenous stress stimuli compared to cancer cells where autophagy inhibition has not been performed. There is no study in the literature reporting whether the autophagy effect is present in the chemotherapeutic response created by the combined application of lactic acid bacteria-derived postbiotics and chemotherapy. For this purpose, in our study, autophagic processes were examined by treating 5-FU-sensitive colorectal adenocarcinoma (HT-29), colorectal adenocarcinoma (Caco-2) with proven 5-FU resistance in the literature, and a control group of normal human fibroblast (BJ) cells with 5-FU and/or postbiotics (derived from LAB) in a cell culture environment. The postbiotics used were obtained from probiotics isolated from yogurt samples prepared using traditional methods in the Ankara region. The postbiotic with the highest antioxidant capacity was used in our study. The effective value of 5-FU has been determined in the culture medium. Subsequently, the effect of 5-FU and/or postbiotic combination application on autophagic pathways was determined by quantitative Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR) and Western Blot. In conclusion, this study reports that LAB derived postbiotics can inhibit autophagy signaling pathway induced by 5-FU treatment in colorectal cancer cells. This finding holds pioneering significance for future studies. Our research will shed light on pharmacovigilance studies that will provide a more accurate projection for determining the effectiveness of drugs and establishing treatment dosages in cell culture.