Elucidating the mechanisms of T-DM1 resistance in in vitro models of HER2 overexpressing breast cancer
HER2-pozitif meme kanseri hücre modellerinde T-DM1 direncinin mekanizmalarının açığa çıkarılması
- Tez No: 436352
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyokimya, Science and Technology, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: T-DM1, ilaç direnci, HER2-pozitif meme kanseri, mitotik ilerleme
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Farklı mekanizmalara sahip pek çok kanser ilacının klinikte kullanılıyor olmasına rağmen, günümüzde, halen daha, kanserin tamamen tedavi edilebilmesi çoğu zaman mümkün olmamaktadır. Bunun sebebi, çoğu durumda, hastalığın tedavisinden yıllar sonra bile ortaya çıkabilen,“dirençli”tumörlerin varlığıdır. Bu dirençli tümörler, kanser ilaçlarına maruz kalan kanser hücrelerinin, zaman içerisinde kazandıkları birtakım genetik değişiklikler sebebiyle ortaya çıkmaktadır. Bu değişikler, hücrelere ilacın varlığında büyüme avantajı sağlamakta ve zamanla bütün bir organa yayılmalarına sebep olmaktadır. Günümüzde, kanser hücrelerinin bu özellikleri nasıl kazandığına dair pek çok in vitro ve in vivo çalışma yürütülmektedir. Bu sayede, kanser hücrelerinin zayıf noktaları belirlenebilmekte ve bu da ilaç direncini yenmede yararlı olmaktadır. T-DM1, ilaç dirençli, agresif hastalık seyri gösteren HER2-pozitif meme kanseri hastalarında, 2013 yılından beri kullanılmakta olan bir kanser ilacıdır. T-DM1, ilk olarak test edilemeye başlandığında, elde edilen ümit verici klinik sonuçlar, büyük heyecana yol açsa da, hastaların büyük çoğunluğunda, tedaviyi takiben 5-6 ay içerisinde ortaya çıkan direnç hayal kırıklığı yaşatmıştır. Şu anda, T-DM1'e karşı gelişen direncin mekanizmaları hakkında çok az şey bilinmekte olup, T-DM1 dirençli hastaların tedavisinde kullanılabilecek özgün ilaç hedeflerinin ortaya çıkarılması son derece yararlı olacaktır. Bu tezde, T-DM1 dirençli hücre modelleri geliştirildi ve bu modellerde ilacın yol açtığı mitozda durdurum (mitotic arrest) ve apoptozun engellenmesi, T-DM1 direncinin özgün mekanizmaları olarak belirlendi. Fenotip karakterizasyonunu takiben, RNA sekanslama teknolojisi ile yapılan genomik karakterizasyon, direnç oluşumda ekspresyon seviyesi değişimi gösteren genleri açığa çıkardı ve bu genlerde zenginleşen kanser ilintili hücresel olaylar belirlendi. Hücre döngüsü, T-DM1 direncinde rol alan hücresel olaylar arasında istatistiksel anlamlılığı en yüksek olan proses olarak belirlendi. Aynı zamanda, TCGA hastalarında da, T-DM1 direnç puanı yüksek olan hastaların, daha aktif hücre döngüsü gerçekleştirdikleri gösterildi. Sonrasında yapılan hedefli siRNA taraması sonucu, mitozda önemli göreve sahip iki genin; PLK1 ve TACC3, HER2-pozitif T-DM1 dirençli hücre modellerinde ortak olarak ilaç direncine sebep oldukları gösterildi. Bu iki genin, genomik ve farmakolojik inhibisyonunun, T-DM1'in ilaca duyarlı hücrelerde gerçekleştirdiği proliferasyon azalımını, kısmen apoptozu indükleyerek geri kazandırdığı gösterildi. Son olarak, T-DM1 dirençli modellerin, BCL2 ekspresyonuna daha bağımlı hale geldikleri, ve buna bağlı olarak BCL2 inhibisyonunun T-DM1'e dirençli hücrelerin direncini kırdığı gösterildi. T-DM1 dirençli HER2-pozitif meme kanseri hastaları için şu an herhangi bir tedavi seçeneği bulunmadığı göz önüne alındığında, bu tezde elde edilen klinik öncesi bulgular, ilerde yapılabilecek klinik testlerde PLK1 ve BCL2 inhibitörlerinin T-DM1 ile birleştirilmesinin önünü açacak ve bu hasta grubunun hayatta kalım süresinin arttırılması açısından son derece yararlı olacaktır.
Özet (Çeviri)
Despite the presence of plethora of anti-cancer therapeutics with a variety of different mechanisms of action, it is still not possible to completely eradicate cancer due largely to the occurrence of refractory tumors even years after completion of the treatment. Such“resistant”tumors are formed over time as few cells, which have gained some advantageous genomic alterations eventually populate the entire organ. A lot of in vitro and in vivo studies are currently being done in order to identify the ways by which cancer cells become resistant to given therapy. This would decipher the weaknesses of the resistant tumors and would provide a means to combat drug resistance. T-DM1 is an anti-HER2 therapeutics, being used in refractory HER2-positive breast cancer patients since 2013. It initially generated a huge excitement owing to the highly favorable clinical findings; however, resistance was developed rapidly after 5-6 months following the initial treatment. Currently; very little is known about the mechanisms of acquired resistance against T-DM1, and therefore, identification of novel targets for the treatment of T-DM1 refractory patients would be highly beneficial. In this thesis, I have developed and characterized the acquired T-DM1 resistance phenotypically, and demonstrated abrogation of drug induced mitotic arrest and apoptosis as two novel mechanisms of resistance. I have further analyzed the genomic landscape of resistance in terms of the enrichment of cancer related processes. Cell cycle was found to be the most significantly enriched process among genes deregulated in T-DM1 resistance as identified by next-generation RNA sequencing. Cell cycle was also shown to be activated in TCGA patients expressing high levels of the TDM1 resistance signature and further supported the importance of rewiring cell cycle for the acquisition of T-DM1 resistance in patients as well. I have further identified two important mitotic genes; PLK1 and TACC3 as the common mediators of resistance in different HER2-overexpressing models by a targeted siRNA screen. I have showed that their genomic or pharmacological inhibition confers sensitization to T-DM1 induced growth inhibition, partially through re-induction of apoptotic cell death. I further uncovered a BCL2 dependency in T-DM1 resistant models which was also found to be associated with T-DM1 resistance as inhibition of Bcl2 enhanced T-DM1 induced growth inhibition. Since T-DM1 refractory HER2-positive breast cancer patients are currently not curable, these pre-clinical findings might guide the future clinical test to improve the survival of this patient subgroup via the usage of PLK1 or BCL2 inhibitors in combination with T-DM1. Keyword: T-DM1, drug resistance, HER2-positive breast cancer, mitotic progression, apoptosis, small molecule inhibitors
Benzer Tezler
- Numerical modeling of the bosphorus exchange flow dynamics
İstanbul Boğazı değişim akımlarının sayısal modellenmesi
ADİL SÖZER
Doktora
İngilizce
2013
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiOşinografi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ÖZSOY
- Farklı habitatlardan izole edilen aktinomiset genomlarında yeni ilaç adaylarının taranması
Mining of actinomycete genomes for the discovery of new natural products
SÜLEYMAN ÖZAKIN
- First-principles Crystal Structure Prediction: A method development and its application to hydrogen storage materials
Ab initio Kristal Yapı Tahmini: Metot geliştirme ve hidrojen depolama malzemelerine uygulanması
ENGİN AYBEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Using systems based models to uncover the disease network of Psoriasis and its associations with other autoimmune-related diseases
Sistem esaslı modeller kullanarak sedef hastalığı ağının ve diğer bağışıklık sistemi ile ilintili hastalık ağlarının oluşturulması
TUBA SEVİMOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
- Çinko oksit nanoparçacıklarının (ZnO-NP) insan dermal fibroblast hücreleri üzerindeki etkisinin proteomiks yaklaşımla değerlendirilmesi
Investigation of the effects of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) on human dermal fibroblast cells by proteomics approach
ÖZAL MUTLU
