Geri Dön

Assessing the epigenetic modifiers of drug resistance in human astrocyte and glioblastoma co-cultures

Astrosit ve glioblastom birlikte kültürüne bağlı ilaç direncinde rol alan epigenetik faktörlerin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 754022
  2. Yazar: ALİ CENK AKSU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Genetik, Moleküler Tıp, Genetics, Molecular Medicine
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 124

Özet

Glioblastom (GBM), merkezi sinir sistemi tümörleri arasında en yaygın ve en habis tümör tipidir. Ne yazık ki, düşük hayatta kalma oranı ve hastalığın nüks etmesi GBM'de sıklıkla görülmektedir. Standart tedavi yöntemleri genellikle cerrahi müdahale, radyoterapi ve kemoterapiden oluşmaktadır. Son yirmi beş yıldır temozolomid kemoterapide en çok kullanılan ilaç olmakla beraber, onu karmustin türevi ilaçlar takip etmektedir. Yeni ilaç bulma çalışmaları sırasında maalesef çoğu ilaç araştırma safhalarının başında başarısız olmaktadır. Bunun bir sebebi de tümörün mikro çevresi ile olan etkileşimlerinin çalışmalarda sınırlayıcı bir etken olmasıdır. Bu nedenle, terapi direncinin doğasını ve mikro çevre etkileşimlerini anlamak esastır. Bu çalışmada, temozolomid direncinin sağlıklı hücreler ile etkileşimleri incelemek için yeni ko-kültür modellemeleri yapılmıştır. Temasa-bağlı ve bağımsız ko-kültür modelleri hücre canlılığı ve görüntüleme yöntemleri ile çalışılmıştır. Astrosit ve U87MG ko-kültür deneylerinin sonucunda temozolomid direncinin temasa-bağlı olduğu bulunmuştur. U87MG tümörlerinde astrosit ile birlikte kültür sonucu oluşan arasındaki transkriptomik farklılıklar, akım sitometre bazlı hücre seleksiyonu ardından RNA dizilimi ile incelendi. Sekanslama sonucunda ko-kültür modellerinde çeşitli yolakların ifadelerinin yükseldiği bulundu. Spesifik olarak, hücre-hücre etkileşimleri ile doğrudan ilişkili olan kolajen (COL), matris- metalloprotein (MMP) ve tübülin (TUB) ailelerinin artan seviyeleri bulundu. Bilindiği üzere kanserler DNA metilasyonu ve histon metilasyon ve asetilasyon profillerinde oluşan global değişiklikler gibi çokça epigenetik düzen değişimleri gösterir. Ancak, astrosit kaynaklı temozolomid direncindeki epigenetik düzenleme iyi bilinmemektedir. Bu sebeple, birlikte kültürlenen bu hücrelerin epigenetik değişimlerini de incelemek için epigenetik hedefleyen inhibitör kütüphanesi kullanılarak tarama yapılmıştır. Tekli inhibitör ya da temozolomid ile kombinasyon olarak yapılan kütüphane taraması sonucunda çeşitli histon demetilaz inhibitörleri tanımlanmıştır. Bu inhibitörlerin arasından GBM'de daha önce iyi çalışılmamış olan GSK-J4'a odaklanılmıştır.GSK-J4'ün ko-kültürlerdeki rolünü anlamak için, kimyasal inhibisyon, CRISPR/Cas9 yöntemi ile KDM6A veya KDM6B susuturulmuş ve canlılık deneyleri yapılmıştır. Ayrıca, CITE-tek hücre dizilimi ile tümör ve astrosit hücre ko- kültürlerinde GSK-J4 yanıtı incelenmiştir. Sonuç olarak Hipoksi ve glikoliz ile ilgili MT-CYB, MT-CO2, MT-ND2 ve MTRNR2L10 genlerinin her iki hücre tipinde de farklı şekilde ifade edildiği görülmüştür. Buna ek olarak programlı hücre ölümü ile alakalı genlerin ifadelerinde ise azalma görülmüştür. Sonuç olarak, GBM'nin ko-kültür modellerini başarılı bir şekilde oluşturarak ve karakterize ederek, temozolomide direncinde etkili olabilecek epigenetik düzenleyiciler tanımlanmış, ve ileride potansiyel tedavi yöntemleri içın önemli olabilecek hücrelerdeki transkriptomik değişiklikler aydınlatılmıştır.

Özet (Çeviri)

Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant of all primary CNS tumours. Unfortunately, GBM has very low survival. The standard treatment regimen consists of surgery, ionizing radiation, and chemotherapy. The most common chemotherapeutic used for the treatment of GBM is temozolomide, followed by carmustine, which could not change the overall survival rates in the last 25 years. Unfortunately, most drug trials fail at the initial phases. For this failure in progress, tumour-microenvironment interactions play an important role, beside others causes. Therefore, understanding the nature of therapy resistance in relation to tumour-microenvironment interactions is essential. In this thesis, a new co-culture model was established to examine temozolomide response of tumour cells in the context of astrocyte microenvironment. Contact-dependent and contact-independent co-culture models were examined with cell viability and imaging methods. Contact-dependent astrocyte-U87MG co-cultures presented temozolomide resistance. Transcriptomic differences between U87MG cells alone and in co-cultures with astrocytes were examined by cell sorting, followed by RNA sequencing. As a testament to increased cell-to-cell interaction, co-culture models were found to express high levels of several cell-extracellular matrix interaction pathway components. Specifically, increased levels of collagen (COL), matrix-metalloproteins (MMP), and tubulin (TUB) families were observed. These adaptive changes were most likely vital elements of drug resistance in co-cultures. As contact-dependent temozolomide resistance may involve genetic and epigenetic changes, epigenetic vulnerabilities of tumour cells in co-cultures were examined. Cancers show altered epigenetic regulation; global changes in DNA and histone methylation. Yet, the epigenetic regulation of temozolomide response in co-cultures is not established. We performed a small molecule epigenetic inhibitor probe library screen to examine and identify epigenetic regulators of temozolomide response in co-cultures. We identified several histone demethylase inhibitors, in combination with temozolomide, as potent agents to target U87MG cells cultured with astrocytes. We then focused on GSK-J4, a histone demethylase inhibitor, as a potent agent that could affect GBM cells that are grown in co-cultures. GSK-J4 is a known agent that inhibits KDM6A and KDM6B, whose roles have not been studied in the context of temozolomide response in GBM. To understand the mechanisms of GSK-J4 in co-cultures, cell viability assays with chemical inhibition and CRISPR/Cas9-targeted gene silencing of KDM6A or KDM6B were applied. Further CITE-single cell sequencing was performed in U87MG-astrocyte co-cultures in the presence and absence of GSK-J4. We showed that both cell compartments were differentially represented at their transcriptome levels. Hypoxia and glycolysis-related genes MT-CYB, MT-CO2, MT-ND2, and MTRNR2L10 were upregulated and apoptosis-related genes were down-regulated in both tumour cells and astrocytes in response to GSK-J4. In conclusion, by generating and characterising co-culture models of GBM, we were able to find epigenetic regulators of temozolomide response and present transcriptomic differences that may serve as potential therapeutic intervention points for GBM in the future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    473056

    Assessing the function of chromatin modifying enzymes in medulloblastoma

    Medulloblastoma'da kromatin değiştirici enzimlerin fonksiyonlarının incelenmesi

    TOLGA LOKUMCU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    BiyolojiKoç Üniversitesi

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER

  2. Tez No

    416442

    Heavy metal-induced structural and functional changes in clinical and environmental acinetobacter isolates

    Klinik ve çevresel acinetobacter izolatlarında ağır metal ile uyarılan yapısal ve işlevsel değişiklikler

    TUĞBA ÖZAKTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE GÜL GÖZEN

    PROF. DR. FERİDE SEVERCAN

  3. Tez No

    727097

    Meme kanseri ile ilişkili yeni bir gen MLH3: Genetik ve epigenetik araştırılması

    Newly MLH3 gene linked to breast cancer: Genetic and epigenetic investigations

    ROZGHAR ABDULLAH MOHAMMED

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyolojiGaziantep Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ÖZASLAN

  4. Tez No

    314482

    Meme kanserinde GASC1 ekspresyonu

    GASC1 gen expretion in breast cancer

    BAHRİ ÇAKABAY

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Genel CerrahiAnkara Üniversitesi

    Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SANCAR BAYAR

  5. Tez No

    341796

    Esansiyel trombositemi ve primer miyelofibrozis olgularında ASXL1, IDH1, IDH2 gen mutasyonları ve JAK2V617F allel yükü ile klinik seyir arasındaki ilişki

    Impact of ASXL1, IDH1, IDH2 mutations and JAK2V617F allele burden in essential thrombocythemia and primary myelofibrosis on clinical course

    İPEK YÖNAL

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Hematolojiİstanbul Üniversitesi

    İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA DENİZ SARGIN

Geri Dön