Meme kanserinde IL-1β ile tetiklenen epitelyal-mezenkimal dönüşümde hücre iskeleti dinamiklerinin incelenmesi
Investigation of cytoskeletal dynamics in IL-1β-induced epithelial-mesenchymal transition in breast cancer
Yazar: HATİCE TOPRAK DOĞRAMACI
Danışman: PROF. DR. GÜNEŞ ESENDAĞLI ; DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNEŞ DİNÇ AKBULUT
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Hücre iskeleti = Cytoskeleton ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Tümör mikroçevresi = Tumor microenvironment ; İnterlökin 1 = Interleukin 1

Özet:
Meme kanseri mikroçevresinde, proinflamatuvar bir sitokin olan interlökin (IL) -1β'nın varlığı gösterilmiştir. IL-1β hücre sağ kalımını, proliferasyonunu, adezyonu, invazyonu ve migrasyon mekanizmalarını destekler. İnflamasyonun kronikleşmesine ve devamlılığına katkıda bulunur. Bu durum kanser progresyonunu ve epitelyal-mezenkimal dönüşümü (Epitelial-Mezenkimal Transition, EMT) destekler. EMT'nin ve metastazın gerçekleşebilmesi için hücrelerin hareket kabiliyeti kazanması önemlidir. Hareket yeteneği hücre iskeleti elemanlarının ifadesi ve fonksiyonel etkileşimi ile gerçekleştirilir. Aktin, vinkülin, vimentin gibi konvansiyonel hücre iskeleti elemanlarının yanı sıra Capping protein regulatory, ARp2/3, MyosinILinker (CARMIL) proteinleri de hücrenin aktin iskeletin düzenlenmesinde görev alır. CARMIL proteinlerinin hücre hareket yeteneği dolayısıyla da EMT ve metastaz için elzem olduğu söylenebilir. Bu bilgiler ışığında meme kanseri hücrelerinde IL-1β ile uyarılmış EMT'nin CARMIL protein düzeyi ve hücresel dağılımı ile ilişkili olabileceğine dair bir hipotez oluşturulmuştur.  İnsan meme kanseri MCF-7 hücre hattı epitelyal morfolojide, MDA-MB-231 ise mezenkimal morfolojide bulunur. Bu hücreler tümör mikroçevresini taklit edebilmek amacıyla önceden MatrigelTM veya fibronektin ile kaplanmış yüzeylerde yetiştirilmiş ve IL-1β ile muamele edilerek EMT uyarılmıştır. Elde edilen sonuçlar immünfloresan boyamalar ve qRT-PCR yöntemleri ile analiz edilmiştir. Hücrelerin CARMIL3 ve vinkülin ifade düzeylerinin mezenkimal hücre karakterine bağlı olarak değiştiği ve odak sayılarının arttığı görülmüştür.  CARMIL3 mRNA düzeylerindeki artışın meme kanserinde erken metastaz ya da kısmi EMT durumunun bir belirteci olabileceğine dair bulgular elde edilmiştir.  Sonuç olarak bu çalışmada CARMIL proteinlerinin IL-1β ile uyarılan EMT'de, hücre mezenkimal karakteri ile ilişkisi ve IL-1β aracılı inflamatuvar yanıtların kanserin ilerlemesi üzerine etkisine dair gözlemler yapılmıştır.

Abstract:
The presence of interleukin (IL)-1β, a proinflammatory cytokine, has been demonstrated in the breast cancer microenvironment. IL-1β supports cell survival, proliferation, adhesion, invasion, and migration mechanisms. It also contributes to the chronicity and persistence of inflammation, therefore promotes cancer progression and epithelial-mesenchymal transformation (EMT). It is important for cells to gain mobility for EMT and metastasis. Cell movement is accomplished by the expression and functional interaction of skeletal elements. In addition to conventional cytoskeletal elements such as actin, vinculin, vimentin, Capping protein regulatory, ARp2/3, MyosinILinker (CARMIL) proteins are also involved in the regulation of the cell's actin skeleton. It can be said that CARMIL proteins are essential for cell motility and therefore EMT and metastasis. In the light of this information, a hypothesis was developed that IL-1β-induced EMT in breast cancer cells might be affected by CARMIL protein level and cellular distribution. The human breast cancer MCF-7 cell line owns epithelial morphology and MDA-MB-231 possesses mesenchymal morphology. To mimic the tumor microenvironment, these cells were grown on surfaces previously coated with MatrigelTM or fibronectin and treated with IL-1β to induce EMT. Obtained results were analyzed by immunofluorescent staining and qRT-PCR methods. It was observed that the expression levels of CARMIL3 and vinculin within the cells changed depending on the mesenchymal cell character. Evidence has been obtained that increased CARMIL3 mRNA levels may be a marker of early metastasis or partial EMT status in breast cancer. In conclusion, in this study, observations were made about the relationship of CARMIL proteins with cell mesenchymal character in IL-1β-induced EMT and the effect of IL-1β-mediated inflammatory responses on cancer progression.