Investigation of the effects of combine use of cisplatin and metformin on proliferation of prostate cancer cell lines and GSTP, CYP17A1 and hexokinase II enzymes
Cisplatin ve metformin iilaç kombinasyonu uygulamasının prostat hücre hatları proliferasyonu ve GSTP, CYP17A1 ve hekzokinaz II enzimleri üzerine etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 442073
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ADALI, DOÇ. DR. ŞEVKİ ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Prostat kanseri, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde en sık görülen kanser türlerinden biri olup 2015 yılından itibaren hem dünyada hem de ülkemizde erkeklerde ilk sıradaki kanser kökenli ölüm nedenlerinden biri olarak görülmektedir. Günümüzde prostat kanseri tedavisindeki yaklaşımların yeterliliği değişken olmakla beraber bu yaklaşımlar metastaz gelişimine, ilaç direnci oluşmasına ve sağlıklı dokularda toksik etkilere sebep olabilmektedir. Bu nedenle tedavide daha etkili ancak daha az yan etkiye sahip kanser önleyici molekülleri tespit etmek kanser araştırmalarının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ayrıca prostat kanserinin coğrafik lokalizasyonuna bakıldığında, batılı ülkelerde görülme sıklığının daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Batılı yaşam tarzının getirdiği dezavantajlar olan yüksek yağ içeren diyetler (fast food alışkanlıkları) ve limitli fiziksel aktivite gibi durumlar obezite prevalansını arttırmaktadır. Aşırı kilolu popülasyonun kanser insidansındaki bu dramatik artış obezite ve kanser arasında bir korelasyon olduğunu düşündürmektedir. Nitekim yapılan epidemiyolojik ve deneysel araştırmalar, erkeklerde abdominal obezitenin prostat kanseri için bir risk faktörü olduğunu belirtmektedir. Çünkü obezite durumunda kişi bol miktarda glikoz almakta olup kanser hücrelerinin daha kolay ve hızlı bölünmelerine neden olurlar. Bu bilgiler doğrultusunda, yapılması tasarlanan çalışmadaki amaçlardan biri Tip2 diyabet ilacı olan metformin kullanılarak, karaciğer dokularından kana geçen glikoz miktarını azaltarak hücre proliferasyonunu yavaşlatmak ve böylece hücre içerisinde oksidatif bir stres oluşturarak hücre ölümünün indüklenmesini sağlamaktır. Cisplatin prostat kanseri tedavisinde sıklıkla kullanılan antineoplastik platin bileşiği bir ajandır. Cisplatin DNA'ya bağlanarak bir kompleks oluşturur böylece normal yapısı bozularak bükülmüş DNA zinciri, normal transkripsiyonu ve/veya replikasyonunu engelleyerek kanser hücresinin ölümüne neden olur. Ancak, cisplatin yüksek etki derecesine karşın nefrotoksisite veya nörotoksisite gibi yan etkiler ile üreme çağındaki erkeklerde oligospermi, azospermi ve infertilite gelişmesine neden olmakta ve bu önemli sorunlarda ilacın kullanımını kısıtlamaktadır. Bu yüzden cisplatinin yan etkilerini azaltmak amacıyla başka ajanlar ile kombine terapiler son yıllarda bilim insanlarının ilgi odağı olmuştur. Tip 2 diyabet ilacı olan metforminin anti-proliferatif ve apoptotik yolakları indükleyici etkisi göz önünde bulundurulduğunda, antineoplastik ajan cisplatin ile tamamlayıcı bir tedavi sunabileceği açıktır. Tasarlanan çalışmada bu iki ilacın kombine kullanımının hücrede apoptoz ve detoksifikasyon enzimleri olarak bilinen Glutatyon-S Transferaz (GST) izozimleri üzerine etkilerine bakılmıştır. GST enzim ailesinin en bilinen özelliği ksenobiotiklerin detoksifikasyonunu sağlamalarıdır; ancak GST lerin son zamanlarda anlaşılmaya başlanan, hücre proliferasyonunu ve ölümünü kontrol eden sinyal transdüksiyon yolakları üzerine yapılmış çalışmalar yeterince mevcut değildir. Kanser oluşumu, büyümesi, ilaç direnci ve hücre ölümü üzerindeki bu önemli etkileri GST enzimlerini önemli ilaç hedefi yapmaktadır. Ayrıca, cisplatin-metformin kombine kullanımının androjen sentezinde fonksiyonu olan CYP17A1 enzimi ile glikoliz yolağında önemli rol oynayan hekzokinaz II üzerine etkisi incelenmiş olup, ilaçların hücreler üzerindeki sitotoksik etkileri“alamar blue”analizi ile ölçülmüştür. Metformin ve cisplatin'in androjen sentezinde rol oynayan CYP17A1 ve apoptotik yolaklarda etkili olduğu keşfedilen GST enzimleri ile glikoliz yolağında önemli fonksiyonu olan hekzokinaz II' nin protein ve mRNA ekspresyonlarına olan etkisi sırasıyla western-blot ve qRT-PCR teknikleriyle tespit edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, cisplatin-metformin ilaç kombinasyonunun hücre proliferasyonunu durdurucu özelliği olduğu her iki hücre hattında da ortaya konulmuştur. Ancak yapılan qPCR ve western blot sonuçları göstermiştir ki, bu antiproliferatif etki GSTP1 enzimleri ile ilişkilendirlendirilememektedir. Aksine, hücrelere verilen ilaç dozunun artışıyla doğru orantılı olarak GSTP1 protein expresyonu artmıştır. Bu da metforminin cisplatin ilacının hücre içinde oluşturduğu oxidatif stresi detoksifiye ettiği yönünde düşünülmesine neden olmuştur. Aynı zamanda CYP17A1 enzim expresyonunun PC3 hücre hattında anlamdı derecede azaldığı saptanmıştır. Hexokinase II gen expresyonu her iki hücre hattında da azalmıştır. Sonuç olarak hücre proliferasyonunun azalması, HKII geninin ekspresyonundaki düşüş ile ilişkilendirilebilir. Yüzyılımızın korkutucu hastalığı olan kanserin tedavisinde, diyabet temelli ilaçların, kemoterapötik ilaçlar ile kombine kullanımının etkisinin ilaç toksisitesini indirgemek ve kemoterapötik tedavinin maliyetini düşürmek açısında faydalı olacağını ümit ediyoruz.
Özet (Çeviri)
Prostate cancer is the most common cancer type both in developed and developing countries. Since 2015, it has been seen as one of the main cause of death in males, both in the world and in our country. Current therapeutic approaches for prostate cancer generally have variable efficiency, develop metastasis and drug-resistance, and have high toxicity to normal tissues. Hence, the searching for more effective strategies with moderate or any adverse effects for the chemopreventive intervention of those cancers remains one of the important issues in cancer research. Prostate cancer incidence and mortality vary dramatically by geographical location. Both are higher in developed countries. Some attribute this to westernized lifestyles of high energy diets and limited physical activity with consequent obesity. This dramatic increase in the incidence of cancer in overweight population suggests that there is a correlation between obesity and cancer. As a matter of fact, epidemiological and experimental research indicates that men with abdominal obesity is a risk factor for prostate cancer. Because in the case of obesity, people store plenty of glucose. Thus, cancer cells are more easily and quickly divide. According to this information, our aim in this study was reducing cell proliferation by reducing the blood glucose amount that passes from hepatic tissues by using metformin, a Type2 diabetes drug, hence provide the induction of cell death by creating oxidative stress in cells. Cisplatin, a cell division and growth inhibiting (antineoplastic) agent, is widely used in the treatment of prostate cancer. Cisplatin binds to DNA and forms a DNA adduct. This adduct cause the death of cancer cells by inhibiting transcription and/or replication. Despite the high efficiency of cisplatin on prostate cancer treatment not only nephrotoxicity, neurotoxicity and gastrointestinal irritability but also azoospermia, oligospermia and infertility on reproductive age restrict the use of cisplatin. In order to reduce the side effects of cisplatin, combination therapy with other agents has been the focus of scientists in recent years. Considering the inducer effect of metformin, a type2 diabetic drug, on antiproliferative and apoptotic pathways it can provide a complementary treatment with antineoplastic agents, including cisplatin. GST family enzymes function in the detoxification of xenobiotics, including drugs. Becide, recently it is understood that GST's also function on cell proliferation and death that controls signal transduction. Carcinogenesis, differentiation, growth and important impact on drug resistance and cell death serve GST's as an important drug targets. GST family is also involved in prostaglandin, steroid and leukotriene biosynthesis. In addition, to determination of GTSP protein and gene expression to investigate the effect of combined treatment on the role of androgen synthesis, expression of CYP17A1 enzyme was determined in the cell lines. Furtermore, the effect of this combined treatment on hexokinase enzyme which plays an important role in the glycolysis pathway was investigated. Dose response of this combined therapy and cytotoxic effect of those drugs were measured by Alamar Blue assay. The effects of cisplatin and metformin on proliferation of cancer cell lines were detected by colony formation assay. Also, the effects of drugs on CYP17A1 GSTP and Hexokinase II enzymes will be detected by protein and mRNA expressions by using Western-Blot and qRT-PCR techniques, respectively. IC50 value of cisplatin was determined as 17µM for LNCaP and 30 µM for PC3 cell line. The cell proliferation results showed that, metformin potentiates the antiproliferative effect of cisplatin both in LNCaP and PC3 cell lines. However, according to Western-blot and qPCR analysis, this reduction can't be blamed by GSTP enzymes. Expression of GSTP enzyme increased in direct proportion to dose of metformin. At this point, metformin may antagonize the cisplatin apoptotic effect through suppression of oxidative stress in prostate cancer cells. On the other hand, cisplatin-metformin drug combination significantly decreased the CYP17A1 protein expressions in PC3 cell lines. Furthermore, Hexokinase II mRNA expressions are significantly decrease in a dose dependent manner. In the treatment of cancer, which is frightening diseases of our century, combined therapy of diabetes based drugs with chemotherapeutic drugs will be helpful not only to reduce the toxicity of the of cisplatin, but also to reduce the cost.
Benzer Tezler
- EF-24 ve sisplatinin apoptotik etkilerinin fare malign plevral mezotelyoma hücrelerinde in vitro ve in vivo olarak belirlenmesi
Determination of apoptotic effects of EF24 and cisplatin on murine malign pleural mesothelioma cells in vitro and in vivo
İLKNUR PORSUK DORU
Doktora
Türkçe
2020
Tıbbi BiyolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACER İLKE ÖNEN
- Betulinik asit'in anti-proliferatif özelliklerinin araştırılması
Investigation of anti-proliferative features of betulinic acid
HÜSEYİN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyolojiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ASUMAN DEMİROĞLU ZERGEROĞLU
- Bazı Salvia türlerinin antikanser potansiyellerinin araştırılması
Investigation of the anticancer potential of some Salvia species
AYDIN SEVER
Doktora
Türkçe
2024
BiyolojiBingöl ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KADİR ERDOĞAN
- Esomeprazol'ün klasik kemoterapötiklerle kombinasyonlarının akciğer kanseri hücreleri ve periferik kan mononükleer hücreleri üzerine olan etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of esomeprazole combined with classical cancer drugs on lung cancer cells and peripheral blood mononuclear cells
ARZU YILMAZTEPE ORAL
Doktora
Türkçe
2011
Allerji ve İmmünolojiUludağ ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BARBAROS ORAL
- Pankreas kanseri hücrelerinde cetuximab, cisplatin ve melatonin kombine uygulamalarının P53, Mdm2, Kras, P21, P57, P27 gen ekspresyonları üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of cetuximab, cisplatin and melatonin combined applications on P53, Mdm2, Kras, P21, P57, P27 gene expressions in pancreatic cancer cells
CİHAN GÜR
Doktora
Türkçe
2020
BiyokimyaAtatürk ÜniversitesiBiyokimya (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEÇKİN ÖZKANLAR