Sıçan prostat kanseri modelinde metastatik potansiyelin değerlendirilmesi: Voltaj kapılı sodyum kanal ekspresyonunun rolü
Evaluation of metastatic potential in rat prostate cancer model: İnvolvement of voltage?gated sodium channel expression
Yazar: ŞENAY YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA B.A. DJAMGOZ ; PROF. DR. SEYHAN ALTUN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Genel Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Prostat kanseri, erkeklerde yaygın olarak görülen kanserlerden biridir. Prostat kanserinin tedavisindeki en önemli problem, hastalığın vücudun diğer bölgelerine yayılması, yani, metastazlardır. Prostat dokusunun gelişimi ve devamlılığını sürdürmesi androjen hormonlarına bağımlı olduğundan, metastatik prostat kanserinin tedavisinde, başlangıçta olumlu etkiler sağlayan, `androjen yoksunluk tedavisi' kullanılmaktadır. Ancak, prostat kanser hücrelerinin androjen yoksunluğuna uyum sağlaması ile birlikte, hastalık ilerleme göstermekte ve kısa bir süre sonra ölüm meydana gelmektedir. Bu yüzden, metastatik prostat kanserinin tedavisi için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Günümüzde, prostat kanserinin metastatik ilerlemesinde, voltaj kapılı sodyum kanalları (VGSC)'nın önemini ortaya koyan kanıtlar giderek artmaktadır.Bu çalışmanın amacı, prostat kanserinin gelişimi ve metastatik yayılımında, VGSC'lerin olası hızlandırıcı rolünü in vivo sistemde incelemek ve kanalların metastatik aktivitedeki rollerini, fonksiyonel ilişki içerisinde bulunduğu voltaj kapılı potasyum kanalları (VGPC) ile birlikte in vitro düzeyde değerlendirmektir.Deneysel prostat kanser modeli, Mat-LyLu, metastatik sıçan prostat kanser hücrelerinin, kökenlendikleri ırk olan, Copenhagen ırkı, erkek sıçanlara derialtı inokülasyonu ile meydana getirilmiştir. Mat-LyLu prostat kanser modelinde, spesifik VGSC blokeri tetrodotoksin (TTX) ile yapılan intratümöral tedavi, primer tümör gelişiminde bir etki oluşturmamakla birlikte, metastatik yayılımda, hayvanların sağkalımını arttıracak düzeyde, gerek metastazların sayısı gerekse büyüklüklerinde anlamlı bir inhibisyon meydana getirmiştir.Mat-LyLu prostat kanser hücrelerindeki VGSC ekspresyonunu doğrulamak ve bu hücrelerin sıçanlara inokülasyonu ile meydana gelen primer tümör dokuları ve akciğer metastazlarındaki VGSC ekspresyonu araştırmak için PCR ve immünokimyasal yöntemler kullanılmıştır. Mat-LyLu hücrelerinde VGSC ekspresyonunun bulunduğu, mRNA (Nav1.7) ve protein düzeyinde, gösterilmiştir. Gerek TTX ile tedavi edilmeyen, gerekse TTX tedavisi alan hayvanların primer prostat tümörleri ve metastaz dokularında VGSC mRNA ve protein ekspresyonu belirlenmiştir.VGSC'lerin metastatik aktivitedeki muhtemel rolünü, VGPC aktivitesi ile birlikte, in vitro düzeyde değerlendirebilmek amacıyla; VGSC blokeri TTX, VGPC (spesifik olarak, Kv1.3) blokeri margatoksin (MgTX) ve K+ iyonoforu valinomisinin, Mat-LyLu hücrelerinin çoğalma ve hareketlerinde meydana getirdikleri etkiler incelenmiştir. TTX ve MgTX hücre çoğalmasında bir etki meydana getirmemiş ancak, valinomisin, belli bir dozda (0,05 µM), sitotoksik etki ortaya çıkarmadan, hücre çoğalmasını inhibe etmiştir. TTX ve valinomisin Mat-LyLu hücrelerinin lateral hareketini azaltmış ancak MgTX hücre hareketini etkilememiştir. MgTX+TTX ve valinomisin+TTX kombinasyonları ise, TTX'in hücre hareketinde kendi başına meydana getirdiği inhibisyona benzer oranda bir inhibisyonla, hücre hareketini, azaltmıştır. Valinomisin+TTX kombinasyonunda, valinomisinin, TTX'in hücre hareketini inhibe edici etkisinde ilave bir artış sağlamaması, motiliteyi azaltıcı etkisinin VGSC'ler ile ilişkili olabileceğine işaret etmiştir.Bu çalışma, prostat kanserinin metastatik yayılımında, VGSC'lerin aktif bir görev üstlendiğine dair in vivo kanıtlar ortaya koymuştur. Bununla birlikte, VGPC'lerin, metastatik aktivitedeki rolünün belirlenebilmesi için başka çalışmalara gereksinim bulunduğunu vurgulamak gerekir.

Abstract:
Prostate cancer (PCa) is one of the most frequent malignancy in men. The major problem arising from PCa is its tendency to metastasize. Metastatic PCa is almost always treated with `androgen deprivation therapy?, which causes initial regression, due to the androgen dependent nature of PCa cells. However, very frequently, androgen-independent cancers emerge and, subsequently, wide-spread metastasis and death occurs. Therefore, new therapeutic strategies for the treatment of metastatic PCa are urgently required. Presently, there is a considerable body of evidence emphasizing the importance of voltage-gated sodium channels (VGSCs) in metastatic progression of PCa.The purpose of this study was to investigate the accelerating role of VGSCs in metastatic progression of PCa in vivo and to evaluate this role with voltage-gated potassium channels (VGPC) activity in vitro.PCa model was induced in male Copenhagen rats by subcutaneous implantation of strongly metastatic Mat-LyLu rat PCa cells. Intratumoural injection of tetrodotoxin (TTX), specific blocker of VGSC, had no effect on the primary tumour weight. However, TTX treatment significantly suppressed the average size and number of lung metastases and prolonged the survival time of the rats.In order to verify the presence of VGSC expression in Mat-LyLu cells which were used to induce PCa model in rats and to analyze the expression of VGSC in primary tumour and corresponding metastases, PCR and immunochemical technics were used. Presence of VGSC mRNA (dominant subtype Nav1.7) and protein expression in Mat-LyLu cells were confirmed. Expression of the VGSC mRNA and protein were determined in the primary prostate tumours and corresponding metastases in both TTX-untreated and TTX-treated animals.To evaluate the possible effect VGSC and VGPC activity on metastatic cell behavior, the effects of VGSC blocker TTX, VGPC (specifically Kv1.3) blocker margatoxin (MgTX) and K+ ionophore valinomycin in the proliferation and the lateral motility of Mat-LyLu cells were investigated in vitro. TTX and MgTX had no effect on the proliferation of Mat-LyLu cells but valinomycin (0,05 µM) reduced the proliferation of cells without any cytotoxic effect. TTX and valinomycin decreased the motility of the Mat-LyLu cells whilst MgTX had no effect on the motility of cells. Co-application of Margatoxin +TTX and valinomycin+TTX reduced the motility of Mat-LyLu cells. Inhibitory effects of these combinations were the same as the effect of TTX alone. These results may suggest that valinomycin decreases motility of Mat-LyLu cells by VGSC activity.These results confirm the involvement of VGSC expression as a potentiating factor in metastatic PCa in vivo. On the other hand, further investigations are required as to whether VGPC activity has any effect on the metastatic ability.