Molecular mechanisms of vincristine and paclitaxel resistance in MCF-7 cell line
MCF-7 hücre hattında paklitaksel ve vinkristin dirençliliğinin moleküler mekanizmaları
- Tez No: 238275
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ UĞUR URAL, PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bölümü
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 253
Özet
Kanser hücre hatlarında ve tümörlerde kemoterapötik ajanlara karşı gelişen dirençliliğe çoklu ilaç dirençliliği (MDR) denir. Araştırmada, meme kanseri hücre hattında MCF-7 hücre hattında iki antikanser ajana (paklitaksel ve vinkristin) karşı gelişen dirençliliğinin moleküler mekanizmaları araştırılmıştır.MCF-7 hücreleri paklitaksel ve vinkristin doz artışlarıyla seçilerek dirençli hatlar geliştirilmiştir. Dirençli hücrelerde hücre yaşam ve üreme profilleri incelenmiştir. Hücre hatlarında dirençlilik düzeyleri arttıkça hücre üreme hızlarının azaldığı bulunmuştur. Dirençli MCF-7 hücre hatlarında ilaç dirençliliği proteinleri olan P-gp ve MRP1'nin gen ve protein düzeylerindeki değişimler araştırılmıştır. P-gp'de aşırı gen ifadesinin gelişen dirençliliğe önemli ölçüde katkısı olduğu bulunmuştur.Paklitaksel ve vinkristin ilaçlarının hedefi olan beta tübülin proteinini kodlayan gende mutasyon analizi yapılmıştır. Vinkristine dirençli hücre hatlarında tübülinin GTP bağlanma bölgesinde bulunan histidini proline döndüren, tek amino asit değişikliği bulunmuştur. Bu mutasyon literatürde ilk defa gösterilmektedir.Apoptoz yolağında rol oynayan BCL-2 ve BAX ,gen ve protein ifade düzeyleri açısından incelenmiş ve dirençliliğe anlamlı derecede katkı yapmadıkları gösterilmiştir.P-gp ve MRP1 ile oluşan ilaç dirençliliğinin kimyasal modülatörler kullanılarak geri çevrilmesi denenmiş ve modülatörlerin etkisi flow sitometrik ölçümler ile belirlenmiştir. Sentetik silikon bileşikleri dirençliliği geri çeviren en etkili ajanlar olarak belirlenmiştir. Farklı antikanser ajanlar hücrelere birarada eklendiklerinde, veya antikanser ajanlar ile dirençliliği geri çeviren ajanlar birlikte kullanıldıkları zaman hücre çoğalmasına olan etkileri checkerboard microplate yöntemi ile araştırılmıştır. ALIS409-paklitaksel ve paklitaksel-doksorubisin çiftlerinin hücre çoğalmasını engellemede en büyük etkilerinin olduğu bulunmuştur.MCF-7 hücre hatlarında ilaç dirençliliği mekanizmalarını daha detaylı ve kapsamlı olarak anlayabilmek amacıyla mikrodizin analizi yapılmıştır. Bu analiz yönteminde de MDR1 ifadesinin artışı en önemli ilaç dirençliliği mekanizmalarından birisi olarak belirlenmiştir. Ayrıca ,hücrelerde toksik maddelerin metabolize edilmesi ile ilgili genlerin (GSTP1 vb.) ifade düzeylerinde ciddi artışlar gözlenirken,apoptoz ile ilgili bazı önemli genlerin (PDCD2/4/6/8 ) ifade düzeylerinde önemli azalmalar bulunmuştur. Metastaz ile ilgili birçok genin (MMPlar, ADAMlar, COL4A2, LAMA vb.) ifade düzeylerinde değişimler gözlenmiştir. Bazı onkogenlerin (ETS, RAS vb.) ve hücre döngüsünü düzenleyen genlerin (CDKN2A, CCNA2 vb) ifade düzeylerinde önemli değişimler gözlenmiştir. Bahsedilen genlerin meme kanserinde ilaç dirençliliği gelişimine katkıları olduğunu söylemek mümkündür. Ancak, yeni yapılacak araştırmalarla, etkili görülen bu genlerin ilaç dirençliliğinde ne derece önemli oldukları ve birbirleri ile olan ilişkileri açığa çıkarılacaktır.
Özet (Çeviri)
Resistance to broad spectrum of chemotherapeutic agents in cancer cell lines and tumors has been called multiple drug resistance (MDR). In this study, the molecular mechanisms of resistance to two anticancer agents (paclitaxel and vincristine) in mammary carcinoma cell line MCF-7 were investigated.MCF-7 cells were selected in the presence of paclitaxel and vincristine by stepwise dose increments. The cell viability and growth profiles of resistant sublines were examined. As the resistance indices increased, the growth rates of sublines were found to decrease. Gene and protein expression levels of the basic drug resistance proteins P-gp and MRP1 were studied in sensitive and drug resistant MCF-7 cells. It was shown that P-gp overexpression is significantly contributing to the developed drug resistance phenotype.Mutation analysis of beta tubulin gene which encodes the target of paclitaxel and vincristine was performed. Single histidine to proline mutation was identified near GTP binding site of beta tubulin in vincristine resistant subline which was not reported before.Apoptosis related BCL-2 and BAX were examined at both gene and protein expression levels and they were not found to be significantly related to the developed resistance in the sublines.The reversal of drug resistance by various inhibitory agents of P-gp and MRP1 was investigated by using flow cytometry. Synthetic silicon compounds were found to be the most effective MDR reversal agents. The effects of various combinations of anticancer drugs and reversal agents on cell proliferation were examined by checkerboard microplate method. ALIS409-paclitaxel and paclitaxel-doxorubicin pairs seem to have highest antiproliferative effects on resistant sublines.The microarray expression profiling of sensitive and resistant MCF-7 cells was performed for a much detailed and comprehensive analysis of drug resistance. The results indicated that the upregulation of MDR1 gene is the dominating mechanism of paclitaxel and vincristine drug resistance. Additionally up regulation of the genes encoding the detoxifying enzymes (i.e. GSTP1) was observed. Significant down regulation of apoptotic genes (i.e. PDCD2/4/6/8) and alterations in expression levels of genes related to invasion and metastasis (MMPs, ADAMs, COL4A2, LAMA etc.) were detected. Upregulation of some oncogenes (i.e. ETS, RAS) and cell cycle regulatory genes (CDKN2A, CCNA2 etc.) was seen which may be in close relation to MDR in breast cancer. Further studies will demonstrate the relationship between the components contributing to drug resistance phenotype in breast cancer cells.
Benzer Tezler
- Investigation of docetaxel and doxorubicin resistance in MCF-7 breast carcinoma cell line
MCF-7 meme kanseri hücre hattında dosetaksel ve doksorubisin dirençliliğinin incelenmesi
ÖZLEM DARCANSOY İŞERİ
Doktora
İngilizce
2009
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Bölümü
PROF. DR. FİKRET ARPACI
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Differential gene expression analysis in drug resistant multiple myeloma cell lines
İlaç dirençli multipl myeloma hücre hatlarında farklı gen anlatım analizleri
PELİN MUTLU
Doktora
İngilizce
2009
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Identification of chromatin modifiers regulating vincristine resistance in medulloblastoma
Medulloblastomada vinkristin direncini regüle eden kromatin regülatörlerlerinin araştirilmasi
GÖKTUĞ KARABIYIK
Doktora
İngilizce
2023
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Hipoksi koşullar altında mide kanserinde Vincristine'nin apoptoz ve otofaji üzerine etkisi
Effect of Vincristine on apoptosis and autophagy in gastric cancer under hypoxic conditions
BETÜL CEYLANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
GenetikHaliç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİHA BURCU IRMAK YAZICIOĞLU
- Mide kanserinde vincristine uygulamasının miRNA gen metilasyonlarına etkisi
The effect of vincristine on miRNA genes methylation in gastric cancer
FEYZA NUR ARGÜÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyolojiHaliç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİHA BURCU IRMAK YAZICIOĞLU