Berberis crataegina DC.'nin meyve ekstraktının, pan-aurora kinaz inhibitörü AT9283 ile birlikte MCF-7 ve huvec hücre hatlarında sitotoksisite, hücre döngüsü ve apoptoz üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of Berberis crataegina DC. fruit extract with pan-aurora kinase inhibitor AT9283 on cytotoxicity, cell cycle and apoptosis in MCF-7 and huvec cell lines
Yazar: GÜLSEREN ÇAKAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÇELİK
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
Ülkemizde olduğu gibi tüm dünyada meme kanseri hızla artmakta ve kadın ölümlerinin başlıca sebebi haline gelmektedir. Kanserin tedavisinde kullanılan kimyasal ilaçların ciddi yan etkilere neden olmaları ve tedavinin ileri dozlarında ilaçlara karşı çoklu direnç gelişimi nedeniyle alternatif yeni sitotoksik ajanların belirlenmesine yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bitkiler ilk çağlardan itibaren insanların merak konusu olup birçok hastalığın tedavisinde kullanılmıştır. İçeriklerinde bulundurdukları fenolik bileşikler sayesinde hastalık etmenlerinin hafifletilmesi ya da tamamen yok edilmesi adına birçok çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışmalar kanserli hücrelerde hücre döngüsü düzenleyicilerinin sıklıkla ekspresyon seviyelerinin değiştiğini göstermiştir. Bu durum hücre döngüsünün doğru işleyişinin kanserin önlenmesindeki önemini ortaya koymaktadır. Hücre döngüsünde görevli Aurora kinazların (AK) kanserlerde aşırı eksprese olduğu son yıllardaki çalışmalarla gösterilmiştir. Bu yüzden AK'ın kanser tedavisinde moleküler hedef olabileceği düşünülmüş ve inhibitörler geliştirilmiştir. AT9283 olarak adlandırılan Aurora kinaz inhibitörü hem Aurora A hem de Aurora B kinazları hedefleyen birkaç küçük moleküllü inhibitördür. Bu çalışmada Kayseri bölgesine ait Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin meme kanseri hücrelerine sitotoksik etkisi ve Aurorakinaz inhibitörü AT9283 ile kombine etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda Bax, Bcl-2, Kaspas-3, Kaspas-8 ve Kaspas-9 gen ekspresyonlarının seviyesi kıyaslanarak Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin tek başına ve Aurora kinaz inhibitörü AT9283 ile kombine etkisi gösterilmiştir.
Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin, MCF-7 hücre hattının proliferasyonunu inhibe etme kabiliyeti doza bağlı bir şekilde görülmüştür. Berberis crataegina DC.  meyve ekstresinin 5 mg/ml ve daha yüksek konsantrasyonda kontrol grubuna göre istatistiksel olarak p<0.0001 düzeyinde anlamlı bulunmuştur. Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin sitotoksik etkisinin sağlıklı hücre hattı HUVEC üzerinde 5 mg/ml dozda kontrol grubuna göre istatistiksel olarak p<0.0001 düzeyinde anlamlı bulunmuştur. Çalışmanın amacında toksik etkinin sağlıklı hücreler üzerindeki en düşük dozu esas alınarak AT9283 Aurora kinaz inhibitörünün 10 μM ile Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin 5 mg/ml dozunun kombine etkisinde Bax, Bcl-2, Kaspas-3, Kaspas-8 ve Kaspas-9 gen ekspresyonlarının MCF-7 ve HUVEC hücre hatlarına uygulanması sonucu elde edilen gen ekspresyon profillerinin kontrol grubuna ve kanserli ve sağlıklı gruba göre kıyaslanmasında istatistiksel düzeyde p<0.0001 anlamlı bulunmuştur.
Sonuç olarak Berberis crataegina DC. meyve ekstresinin ve Aurora kinaz inhibitörü AT9283 ile kombine etkisi gösterilmiş olup ilerleyen çalışmalarda veri olarak kullanılması öngörülmektedir. Çalışma da kullanılan doz aralığının genişletilerek aynı ve farklı hücre hatlarında sitotoksik etkisinin sağlıklı kontrollere göre en düşük düzeyde tespit edilerek serin/treonin kinaz ile ilişkileri ve kanser üzerine etkisinin araştırılması gerekmektedir.

Abstract:
Breast cancer is increasing rapidly all over the world, as in our country, and is becoming the leading cause of female death. Studies are continuing to identify alternative new cytotoxic agents due to the fact that chemical drugs used in the treatment of cancer cause serious side effects and the development of multiple resistance to drugs in advanced doses of treatment. Plants have been a subject of curiosity for people since ancient times and have been used in the treatment of many diseases. Many studies have been carried out to alleviate or completely eliminate disease factors thanks to the phenolic compounds they contain. Studies have shown that the expression levels of cell cycle regulators frequently change in cancerous cells. This reveals the importance of the correct functioning of the cell cycle in preventing cancer. Recent studies have shown that Aurora kinases (AK), which are involved in the cell cycle, are overexpressed in cancers. Therefore, it was thought that AK could be a molecular target in cancer treatment and inhibitors were developed. Aurora kinase inhibitor, called AT9283, is a small molecule inhibitor that targets both Aurora A and Aurora B kinases. In this study, the cytotoxic effect of Berberis crataegina DC. fruit extract from Kayseri region on breast cancer cells and its combined effect with Aurora kinase inhibitor AT9283 were investigated. At the same time, the effect of Berberis crataegina DC. fruit extract alone and combined with Aurora kinase inhibitor AT9283 was demonstrated by comparing the levels of Bax, Bcl-2, Caspas-3, Caspas-8 and Caspas-9 gene expressions.
The ability of Berberis crataegina DC. fruit extract to inhibit the proliferation of the MCF-7 cell line appeared in a dose-dependent manner. Berberis crataegina DC. fruit extract was found to be statistically significant at p<0.0001 level compared to the control group at 5 mg/ml and higher concentration. The cytotoxic effect of Berberis crataegina DC. fruit extract on the healthy cell line HUVEC at a dose of 5 mg/ml was found to be statistically significant at the level of p<0.0001 compared to the control group. For the purpose of the study, MCF of Bax, Bcl-2, Caspas-3, Caspas-8 and Caspas-9 gene expressions were observed in the combined effect of 10 μM of AT9283 Aurora kinase inhibitor and 5 mg/ml dose of Berberis crataegina DC. fruit extract, based on the lowest dose of toxic effect on healthy cells. When comparing the gene expression profiles obtained as a result of application to -7 and HUVEC cell lines compared to the control group, cancer and healthy groups, p < 0.0001 was found to be statistically significant.
As a result Berberis crataegina DC. The combined effect of fruit extract and Aurora kinase inhibitor AT9283 has been demonstrated and it is planned to be used as data in future studies. It is necessary to expand the dose range used in the study, determine its cytotoxic effect in the same and different cell lines at the lowest level compared to healthy controls, and investigate its relations with serine/threonine kinase and its effect on cancer.