Meme kanseri hastalarının normal dokularında radyasyon tedavisine bağlı olarak gelişen akut yan etkilerin DNA tamir gen ekspresyonu ve DNA hasarı ile ilişkisinin incelenmesi
An investigation of the relationship between DNA repair gene expression and DNA damage and radiotherapy-induced normal tissue acute side effects in patients with breast cancer
Yazar: BAHADIR BATAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET GÜVEN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Genetik = Genetics ; Onkoloji = Oncology
Dizin: DNA hasarı = DNA damage ; DNA onarımı = DNA repair ; Gen ifadesi = Gene expression ; Komplikasyonlar = Complications ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon etkileri = Radiation effects

Özet:
Tedavi dozlarında iyonize radyasyona maruz kalan kanser hastalarında, normal doku yanıtları bireyler arası değişkenlikler göstermektedir. DNA tamir sürecinde rol oynayan proteinlerin, bireysel farklılıklarda belirleyici olduğu düşünülmektedir. Biz çalışmamızda meme kanseri hastalarının normal dokularında radyasyon tedavisine bağlı olarak gelişen akut yan etkilerin, XRCC1 ve PARP1 gen ekspresyon düzeyleri, protein düzeyinde oluşabilecek değişiklikler ve DNA hasar düzeyleri ile olan ilişkilerini araştırmayı amaçladık. Ayrıca, çalışmamızda XRCC1 -77 T>C ve PARP1 -410 C>T promoter polimorfizmlerinin bu parametreler üzerine olan etkilerini de araştırdık. 
Toplam 40 meme kanserli kadın hasta çalışmaya dâhil edildi. Bu hastalar iki gruba ayrıldı; normal dokularında akut yan etki gelişen 20 kişilik bir "vaka grubu" ve akut yan etki gelişmeyen 20 kişilik bir ?kontrol grubu?. Gen ve protein ekspresyon analizleri, vaka ve kontrol gruplarındaki hastaların lenfosit örneklerine 72 saatlik kültür sonrası in vitro 2Gy ?-radyasyon uygulamasını takiben qRT-PCR ve western blot yöntemleri ile gerçekleştirildi. DNA hasar düzeyleri ise in vitro 2Gy ?-radyasyon uygulanan lenfositlerde hücre kültürünü takiben mikronükleus (MN) sıklığı olarak tespit edildi. XRCC1 -77 T>C ve PARP1 -410 C>T polimorfizmleri PCR-RFLP yöntemi ile saptandı.
Çalışmamızda kontrol grubundaki XRCC1 ve PARP1 mRNA ekspresyon düzeylerinin vaka grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek olduğunu saptadık (P<0,001). Ayrıca, kontrol grubundaki XRCC1 protein ekspresyon düzeylerini de vaka grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulduk (P=0,020). MN sıklıkları açısından vaka ve kontrol grupları arasında istatistikel olarak anlamlı bir fark saptamadık (P=0,206). Diğer yandan, vaka (r=-0,469, P=0,037) ve kontrol (r=-0,734, P<0,001) gruplarında, XRCC1 protein ekspresyon düzeyleri ile MN sıklıkları arasında istatistiksel olarak anlamlı negatif yönde bir korelasyon saptadık. Kontrol grubunda XRCC1 -77 TT genotipinin artmış XRCC1 mRNA (P=0,05) ve protein (P=0,025) ekspresyonları ile ilişkili olduğunu gösterdik.   
Bu sonuçlar, radyasyon tedavisi uygulanan meme kanseri hastalarında azalmış XRCC1 mRNA/protein ve PARP1 mRNA ekspresyon düzeylerinin akut yan etkiler riski ile ilişkili olabileceğini bildirmektedir. Ayrıca, XRCC1 -77 T/C promoter polimorfizmi ile XRCC1 ekspresyon düzeylerindeki ilişkinin saptanmış olması, XRCC1 proteininin DNA tamiri ile ilişkili akut yan etkiden korunmada PARP1?e kıyasla daha belirleyici olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Exposure to therapeutic doses of ionising radiation reveals an inter-individual variability of normal tissue responses in cancer patients. It is considered that DNA repair proteins play a decisive role in individual differences. In our study, we aimed to investigate the assocation between radiotherapy-induced acute side effects and XRCC1 and PARP1 gene expression levels, the changes of protein expression levels and DNA damage levels in patients with breast cancer. Furthermore, we investigated the effects of XRCC1 -77 T>C ve PARP1 -410 C>T promoter polymorphisms on these parameters. 
The study consisted of 40 women with breast cancer. We created two groups; one of them is called "case group" which has acute side effects and includes 20 subjects, another group is called "control group" which has no acute side effects and includes 20 subjects. After 72 h of lymphocyte culture which is derived from case and control patients, cultured cells were irradiated with in vitro 2Gy ?-irradiation. After irradiation, gene and protein expressions were analyzed by qRT-PCR and western blot techniques. Before 72 h of lymphocyte culture, cells were irradiated with in vitro 2Gy ?-irradiation. After irradiation subsequent and 72 h of incubation, DNA damage levels were accessed as micronucleus (MN) frequency. XRCC1 -77 T>C and PARP1 -410 C>T polymorphisms were detected by using PCR-RFLP method.
In our study, we found a statistically significant increased mRNA expression levels of XRCC1 and PARP1 in control group as compared case group (both of them, P<0.001). Furthermore, we detected a statistically significant increased protein expression levels of XRCC1 in control group versus case group (P=0.020). We did not find any statistically significant differences between case and control groups for MN frequencies (P=0.206). On the other hand, we determined statistically significant negative correlation between XRCC1 protein expression levels and MN frequency in the both case (r=-0.469, P=0.037) and control (r=-0.734, P<0.001) groups. We showed that XRCC1 -77 TT genotype was associated with increased XRCC1 mRNA (P=0.05) and protein (P=0.025) expressions in control group.
These results suggest that reduced XRCC1 mRNA/protein and PARP1 mRNA expression levels are associated with the risk of radiation-induced acute side effects in patients with breast cancer. Furthermore, association of XRCC1 -77 T/C promoter polymorphism with XRCC1 expression levels shows that XRCC1 protein is more decisive than PARP1 protein in protection from DNA repair-related acute side affect.