Pre-metastatik niş gelişmesini etkileyen faktörlerin araştırılması
Investigation of factors affecting pre-metastatic niche development
Yazar: SAMIRA ABDI ABGARMI
Danışman: PROF. DR. AHMET DEMİRKAZIK
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Akciğer = Lung ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Vasküler endotel büyüme faktörleri = Vascular endothelial growth factors ; İmmün kontrol noktaları = Immune checkpoints ; İmmün sistem = Immune system

Özet:
Kanser kontrolsüz büyüme ve anormal hücrelerin vücuda yayılması ile karakterize bir hastalık grubudur. Dünya genelinde, gerçekleşen her yedi ölümden biri kansere bağlıdır. Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC) araştırmalarına göre, Kanser, kardiyovasküler hastalıklardan sonra dünyadaki ikinci önde gelen ölüm nedenidir ve 2018'de yaklaşık 18,1 milyon yeni vaka ve 9,6 milyon ölümden sorumludur. Bu ölümlerin çoğu metastaz oluşumuna, yani ikincil tümörlere bağlıdır.
Primer tümörün büyümesi ve metastaz gelişme sürecinde anjiyogenez çok önemlidir. Vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF) ve reseptörleri (VEGFR1 ve VEGFR2) tümör anjiyogenezinde kritik rollere sahiptir. Yeni kan damarlarının oluşumu ve metastaz ile ilişkili sitokinleri indükleme yoluyla da tümör büyümesi ve metastaz ile yakından bağlantılı olabileceğine dair kanıtlar vardır. VEGF- A anjiyogenezdeki önemli rolünün yanı sıra tümör mikroçevresinde de immunosüpresif bir etkiye sahiptir. APC hücreleri ve T-hücrelerinin gelişimlerini engeller ve gelişmemiş APC hücrelerini immün sistemi baskılayan hücreleri (MDSC, TAM ve Tregs) ortama çekmeleri için organize eder. Diğer yandan, VEGF reseptörlerinin birçok hücre tipinin üzerinde olduğu içinde onlara bağlanarak TGF-β, NO, IL-17 ve IL-6 gibi metastaz ilişkili olan sitokinlerin salımlarına sebep olduğu gösterilmiştir. İmmün sistem ve metastaz arasında da tersine bir ilişki de söz konusudur. Örneğin tümör hücreleri ve immün baskılayıcı hücreleri tarafından sentezlenen PD-L1'in bağışıklık cevabından kaçıştaki rolünün yanı sıra, epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT), metastaz ve tedavi direncinde de rol oynadığını göstermektedir. Tümör hücrelerinin metastaz yaparken op0rgan seçiminde hangi faktörlerin belirleyici olduğu çok net bilinmemektedir. Özelikle anjiyogenez ve metastaz sürecinde aktif rol alan faktörlerin bu hücrelerin metastaz yapacağı doku ve organları belirlemesinde de rol oynadığı düşünülmektedir. Kanser patogenezinde özellikle metastatilk hücrelerin vücutta önceden hazırlanmış olan yuvalara (metatüstatik niş) yerleştiği genel kabul gören bir görüştür. Ancak bu premetastatik nişleri tam olarak belirleyen faktörler bugün için çok iyi bilinmemektedir.
Bu çalışmada, esas olarak VEGF yolağının akciğerdeki pre-metastatik niş' lerin oluşumundaki olan etkisini araştırdık. Bunun için, kanser tedavisinde kullanılan anti-VEGF (axitinib) ve anti-PDL1 (anti-hPD-L1-mlgG1) tedavilerinin tümör hücrelerinden salgılanan metastaz ilişkili sitokinler, immün hücreler ve immün baskılayıcı hücreler üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçladık. Çalışmamız in-vitro ve in-vivo olarak planlandı. İn-vitro deneylerde, melanom hücre hattı kullanıldı. Metastaz ilişkili sitokin salgısı gen düzeyinde qPCR yöntemi ile ve immün sistem ilişkili hücreler Western blot yöntemi ile belirlendi. Diğer yandan, in-vivo deneylerinde, akciğer haritalaması sonucunda alınan doku parçalarından metastaz ilişkili sitokin salgısı gen düzeyinde qPCR yöntemi ile ve immün sistem ilişkili hücreler Western blot ve immünhistokimya yöntemi ile belirlendi.
Bu çalışma, yapılan yüksek lisans tezimin devamıdır. Bu proje, tezimde kullandığım axitinib ilacına rutin kanser tedavisinde kullanılan anti-hPD-L1-mlgG1 ilacı eklenerek, ayrı ayrı ve kombinasyon şeklinde, metastaz üzerindeki etkilerinin, in-vitro ve in-vivo, incelenmesi nedeniyle özgündür. Bu çalışma sonucunda elde edilecek veriler ile akciğer üzerinde oluşan olası pre metastatik niş incelemesi yapıldı. Ayrıca, anti-anjiyogenik ve immün denetim noktaları inhibitörlerinin kombinasyon şeklinde kullanmanın metastaz üzerindeki etkisini belirlendi ve bu kombinasyonun kullanımı için bir gerekçe sağlandı.

Abstract:
Cancer is a group of diseases characterized by uncontrolled growth and abnormal spread of cells throughout the body. In the world, one of each seven deaths ıs due to cancer. According to the International Agency for Research on Cancer (IARC), cancer is the second leading cause of death in the world after cardiovascular diseases and was responsible for about 18.1 million new cases and 9.6 million deaths in 2018. Most of these deaths are due to the formation of metastases, known as, secondary tumors.
Vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors (VEGFR1 and VEGFR2) are known to have critical roles in tumor angiogenesis. There is also evidence that due to the formation of new blood vessels and having a role in the induction of metastasis-related cytokines it may be associated with tumor growth and metastasis as well. VEGF-A inhibits the development of APC cells and T-cells and organizes undeveloped APC cells to recruit immune-suppressing cells (MDSC, TAM, and Tregs) to the environment. On the other hand, it has been shown that VEGF receptors present on many cell types, causing them to release metastasis-related cytokines such as TGF-β, NO, IL-17 and IL-6. It was also shown that PD-L1, synthesized by tumor cells and immune suppressor cells, plays a role in epithelial-mesenchymal transition (EMT), metastasis and treatment resistance, as well as its role in escape from the immune response.
In this study, we mainly planed to investigate the effect of VEGF pathway on the formation of pre-metastatic niches in the lung. For this purpose, we aimed to investigate the effects of anti-VEGF (axitinib) and anti-PDL1 (anti-hPD-L1-mlgG1) treatments, routinely used in cancer treatment, on the secretion of metastasis-related cytokines, immune cells, and immune suppressor cells. Our study was planned in-vitro and in-vivo. During in-vitro experiments, melanoma cancer cell line was used. The metastasis-related cytokine secretion were determined at the gene level by the qPCR method and the immune system-associated cells by the Western Blot method. On the other hand, during the in-vivo experiments, the mice were sacrificed and their lung were mapped, then from different part of the lung tissue the metastasis-related cytokines were investigated at the gene level by qPCR method at protein level by Western Blot method. On the other hand the immune system-related cells were investigated through İmmunohistochemistry method.
This study is a further step of my master thesis. This project is specific because Axitinib and atezolizumab both solo and in combination were used during in-vitro and in-vivo experiments to map the lung tissue. Possible pre-metastatic niche mapping on the lung were made with the data obtained with this study. In addition, the effect of using anti-angiogenic and immune checkpoint inhibitors in combination on metastasis were determined and provide us with a rationale for the use of them in combination.