Pirazolon türevi maddelerin COX enzimleri ve HSP proteinleri üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of pyrazolone derivatives on COX enzymes and HSP proteins
Yazar: SEVDE NUR BİLTEKİN KALELİ
Danışman: PROF. DR. EVREN ÖNAY UÇAR ; PROF. DR. ŞEREF DEMİRAYAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
İltihaplanma olarak bilinen akut ve kronik inflamasyonun kanser başta olmak üzere kalp hastalığı, Parkinson, Alzheimer, diyabet gibi pek çok hastalık ile ilişkili olduğu bilinmektedir. İnflamasyonun inhibisyonunda klasik steroid olmayan COX enzim inhibisyonu yapan antiinflamatuvar ilaçlar kullanılmaktadır. COX enzimleri membran fosfolipitlerinden prostaglandin sentezine giden yolakta rol oynayan enzimler arasındadır. Bu enzim, birçok metabolik yolakta (antiinflamuar, hücresel adhezyon, apoptoz, anjiyogenez, ilaç direnci, invazyon, metastaz, kanser gelişimi vb.) rol oynamaktadır. Hsp'ler ve kanser arasındaki yakın ilişki uzun zamandır bilinmektedir. Bu proteinlerin kanser gelişiminde, kanser hücrelerinin apoptotik süreçlerinde ve hatta ilaç direncinde aktif rol oynadıkları bildirilmektedir. Bu bağlamda kanser hücrelerinde hem COX enzimlerinin hem de Hsp'lerin baskılanması tedavide önemli etkiler ortaya koyabilecektir. Tez kapsamında, öncelikle yeni sentezlenmiş 18 adet pirazolon türevi bileşiğin sağlıklı kontrol hücresi (HEK293) ve beş farklı kanser hücre hattı (U87-MG, SHSY5Y, C6, MCF7, A549) üzerindeki sitotoksik etkileri değerlendirilmiştir. Bu türevlerin aynı zamanda COX-1, COX-2, 5-LOX inhibitör etkinlikleri araştırıldıktan sonra; seçilen aktif bileşiklerin apoptotik yolaklarda görevli kaspaz 3, kaspaz 8, Bcl2 ve Bax proteinleri üzerine etkileri incelenmiştir. Aktif bileşiklerin EGFR analizleri ve p38MAPK enzimi üzerindeki inhibitör etkileri test edilmiştir. En etkili bileşiğin (Madde 18) TNF-α, IL-1β ve IL-18 seviyeleri üzerindeki etkileri test edilerek, hücre içine girişi HPLC analizi ile değerlendirilmiştir. Son olarak sağlıklı HEK293 ve U87-MG glioma hücrelerindeki COX-2 ve Hsp90 ekspresyon seviyeleri üzerine etkileri belirlenmiştir. Sonuçta pirazolon türevi Madde 18'in seçici COX-2 ve 5-LOX inhibisyonu sağladığı ortaya konulmuştur. Özellikle U87-MG hücrelerinde seçici sitotoksik etki gösterdiği, apoptozu teşvik ettiği ve yine kanser mekanizmasında görevli EGFR ve p38MAPK üzerinde etkili olduğu gösterilmiştir. Son olarak TNF-α üzerinde inhibitör etki sağladığı ve Hsp90 proteininin ekspresyonunu baskıladığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar yeni sentezlenmiş bu bileşiklerin biyolojik aktivitelerini ilk kez ortaya koymaktadır. Sonuç olarak yapılan bu tez çalışması kanser tedavisinde kullanılabilecek potansiyel yeni ilaçların geliştirilmesine katkı sağlayabilecektir.

Abstract:
Inflammation (Acute and chronic), is known to be associated with many diseases such as cancer, heart disease, Parkinson's, Alzheimer's, diabetes mellitus. COX enxyme inhibition has been the main target in the treatment of inflamation and NSAIDs are mostly used. These enxymes are prominent in the synthesis of prostaglandine and are known to take path in different biological activities (inflammation, cellular adhesion, apoptosis, angiogenesis, drug resistance, invasion, metastasis, cancer development etc.). The close relationship between HSPs and cancer has been known for a long time. These proteins are reported to play an active role in cancer development, apoptotic processes of cancer cells, and even drug resistance. In this context, the suppression of both COX enzymes and Hsps may be a potential target for cancer treatment. Within the scope of the thesis, the cytotoxic effects of 18 newly synthesized pyrazolone-derived compounds on healthy control cells (HEK293) and five different cancer cell lines (U87-MG, SHSY5Y, C6, MCF7, A549) were evaluated. Compounds with sufficient COX-1, COX-2, 5-LOX inhibitory effect were selected and their activity on caspase 3, caspase 8, Bcl2 and Bax proteins involved in apoptotic pathways were evaluated. EGFR analyses and p38MAPK enzyme inhibitor capacity of the active compounds were tested. Compound18 was found to be most active and its cell permeability was evaluated with HPLC analysis and effect on TNF-α, IL-1β and IL-18 levels were evaluated. Its effect on COX-2 and Hsp90 proteins expression levels in healthy HEK293 and U87-MG glioma cells was also determined. The pyrazolone derivative Compound 18 showed selective COX-2 and 5-LOX inhibition. It had a selective cytotoxic effect especially on U87-MG cells, it promoted apoptosis and affected EGFR and p38MAPK. Finally, it provided an inhibitory effect on TNF-α and suppresses on Hsp90 protein expression. These results have shown the anticancer activities of the newly synthesied compounds and the potential for the development of new anticancer agents.