Yeni amino asit konjugatlarının meme kanserine karşı in vitro ve in vivo etkilerinin araştırılması
Investigation of in vitro and in vivo effects of novel amino acid conjugates against breast cancer
Yazar: MUHAMMED İSMAİL CAN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH ASLAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Amino asitler = Amino acids ; Apoptozis = Apoptosis ; Hücre kültürü = Cell culture ; Meme kanseri =

Özet:
Kanser, günümüzde ölümcül hastalıklar sınıflandırmasında ilk sıralarda yer almaktadır. Ülkemizde ve dünya genelinde en sık görülen kanser türlerinden biri meme kanseridir. Kanser tedavisinde kullanılan ve geleneksel tedavi yaklaşımı olarak benimsenen kemoterapötik ajanların negatif yan etkilerinden dolayı, yan etkisi olmayan ajanların geliştirilmesi oldukça önem kazanmıştır.
Tez çalışmamız, ürettiğimiz iki antikanserojen aktivite adayı maddenin molecular docking (in silico) analizleri ile meme kanseri hücre hatlarındaki (in vitro) analizleri sonucunda en etkili bileşiğin seçilerek, meme kanseri oluşturulmuş dişi sıçanlar üzerinde bu maddenin uygun dozda uygulanması (in vivo) esasına dayanmaktadır. Sentezlenen glisin içeren hidroksi sinamik asit konjugatı (HCA-Gly-OCH3) ve kumarin içeren sistein amino asit konjugatı (Cys-PA-N3-Kum) bileşiklerinin in vitro aşamada hücre canlılığı ve hücre proliferasyonu analizleri gerçekleştirilmiştir. Hücre kültürü analizleri sonucunda Cys-PA-N3-Kum bileşiğinin daha etkili bir antikanserojen aktivite adayı olduğu belirlenmiştir. Daha sonra bu bileşik, DMBA ile meme kanseri oluşturulmuş Wistar albino dişi ratlar üzerinde uygulanmıştır. Sentezlenen bileşiğin kontrolünü yapmak amacıyla klinikte de kullanımı olan Tamoksifen ilacı da deney hayvanları üzerinde uygulanmıştır.
Çalışmanın hayvan deneylerinin ardından moleküler biyolojik ve histopatolojik analizler yapılmıştır. Grupların MDA, GSH, CAT aktivitelerine ek olarak, gruplarda DNA hasarının ne düzeyde olduğunu belirlemek için de gerekli analizler yapılmıştır. Ayrıca p53, COX-2, HER2 ve TNF-α protein ekspresyonlarının ne düzeyde olduğu da Western Blot yöntemiyle belirlenmiştir. Genel olarak tedavi gruplarında MDA seviyelerinin azaldığı, CAT ve GSH seviyelerinin ise arttığı görülmüştür. Tedavi gruplarında COX-2, HER2 ve TNF-α protein ekspresyonlarının azaldığı, p53 protein ekspresyonunun ise arttığı belirlenmiştir. Tümör boyutu ve tiplendirmelerini belirlemek amacıyla yapılan histopatolojik analizlerde, hasar gruplarında invazif tümörlerin fazla olduğu, amino asit konjugatı ve tamoksifen gruplarında tümör oluşumlarında azalma ve boyutlarında küçülme olduğu belirlenmiştir. Yapılan in silico analizlerde, makromolekülün aktif yöresine yakınlaşma, etkileşilen kalıntılar, bağ tipleri, tahmini Ki'ler, doklama skorları gibi tüm veriler beraber değerlendirildiğinde HER2 ve p53 üzerinde konjugatın daha etkin olabileceği ortaya çıkmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, Cys-PA-N3-Kum konjugatının meme kanserine karşı koruyucu etkileri olduğunu ve bu maddenin gelecek çalışmalar için ümit verici neticeleri olduğu anlaşılmaktadır.

Abstract:
Today, cancer ranks first in the classification of deadly diseases. Breast cancer is one of the most common types of cancer in our country and around the world. Due to the negative side effects of chemotherapeutic agents used in cancer treatment and adopted as a traditional treatment approach, the development of agents without side effects has gained importance.
Our thesis is based on the principle that the most effective compound was selected as a result of the molecular docking (in silico) analyzes of the two anticarcinogen activity candidate substances we produced and the analysis of breast cancer cell lines (in vitro), and the application of this substance at the appropriate dose (in vivo) on female rats with breast cancer. Cell viability and cell proliferation analyzes of synthesized glycine-containing hydroxy cinnamic acid conjugate (HCA-Gly-OCH3) and coumarin-containing cysteine amino acid conjugate (Cys-PA-N3-Kum) compounds were performed in vitro. As a result of cell culture analysis, Cys-PA-N3-Kum compound was determined to be a more effective anticarcinogenic activity candidate. This compound was then administered on DMBA-induced Wistar albino female rats. In order to control the synthesized compound, Tamoxifen, which is also used in the clinic, was also applied on experimental animals.
After the animal experiments of the study, molecular biological and histopathological analyzes were performed. In addition to the MDA, GSH, CAT activities of the groups, necessary analyzes were also performed to determine the level of DNA damage in the groups. In addition, the level of p53, COX-2, HER2 and TNF-α protein expressions was determined by Western blot method. In general, it was observed that MDA levels decreased, while CAT and GSH levels increased in the treatment groups. It was determined that COX-2, HER2 and TNF-α protein expressions decreased in the treatment groups, while p53 protein expression increased. In the histopathological analyzes performed to determine tumor size and typing, it was determined that invasive tumors were more common in damage groups, and a decrease in tumor formation and size reduction in amino acid conjugate and tamoxifen groups. In in silico analysis, when all data such as proximity to the active site of the macromolecule, interacting residues, bond types, estimated Ki's, docking scores are evaluated together, it has been revealed that the conjugate may be more effective on HER2 and p53. In line with the results obtained, it is understood that the Cys-PA-N3-Kum conjugate has protective effects against breast cancer and this substance has promising results for future studies.