Identification of chromatin modifiers regulating vincristine resistance in medulloblastoma
Medulloblastomada vinkristin direncini regüle eden kromatin regülatörlerlerinin araştirilmasi
- Tez No: 827434
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Moleküler Tıp, Onkoloji, Tıbbi Biyoloji, Molecular Medicine, Oncology, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Medulloblastoma (MB), genellikle 6-8 yaş arasında teşhis edilen, çocukluk çağının en yaygın beyin kanseri tipidir. Primer MB tedavilerinde başarı oranı %50'nin üzerindeyken, hastaların %30'unun üzerinde bir bölümünde nüks görüldüğü ve sağ kalım oranının %25'in altına düştüğü belirtilmiştir. Buna ek olarak, nüks görülen hastalarda, edinilmiş ilaç direnci yaygın olarak gözlenmekte, ve bu durum, tedavide önemli zorluklara yol açmaktadır. Son çalışmalar, MB'nin farklı alt gruplarına özel olarak, kromatin düzenleyicilerinde mutasyonlar gözlemlendiğini ve gen anlatımında anlamlı farklılıklar olduğunu açığa çıkartmıştır, bu da MB tümörü oluşumunda ve gelişiminde epigenetik faktörlerin önemini göstermektedir. Bu çalışmada, hem ana MB hücrelerinde, hem de ilaç direnci geliştirilmiş MB hücrelerinde epigenetik prob kütüphanesi ve CRISPR/Cas9 tabanlı genetik ablasyon kütüphanesi (EPIKOL) kullanılarak MB'nin epigenetik zayıflıklarının belirlenmesi ve MB tümörü oluşumundaki ve ilaç direncinin gelişimindeki etkisinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Oluşturulan ilaç dirençli MB hatlarında, vinkristine karşı 100 kata varan çoklu ilaç direnci gözlemlenmiş ve önemli bir ilaç pompası olan ABCB1 gen anlatımı seviyesinde anlamlı fark gösterilmiştir. Kimyasal prob kütüphanesinin kullanımı ile CBP/p300 bromodomain'lerinin inhibisyonunun ilaç dirençli MB hücrelerinin vinkristine olan duyarlılığını arttırdığı ve bunun ABC ve SLC pompalarını gen anlatımının düzenlenmesiyle oluştuğu gösterilmiştir. EPIKOL taraması ile de, CBP inhibisyonunun ilaç dirençli MB üzerindeki duyarlılığı arttırıcı etkisi yeniden doğrulanmıştır. Buna ek olarak, NRF2'nin negatif düzenleyicisi KEAP1 geninin inhibisyonunun da ABCB1 gen anlatımını dolaylı olarak düzenleyerek, vinkristin dirençli hücrelere spesifik olarak duyarlılığı arttırdığı gözlemlenmiştir. Ana MB hücre hattında ise aynı etki gözlemlenmemiştir. Birden fazla sgRNA kullanılarak yapılan doğrulama deneylerinde vinkristin dirençli MB hücrelerinde KEAP1 geni ablasyonu üzerine vinkristine maruz bırakıldıklarında apoptoz seviyelerinde artış gösterilmiştir. Bunlara ek olarak KEAP1-KO vinkristin dirençli hücrelerde yapılan transkriptom analizinde, vinkristinin ana pompası olan ABCB1 sevisinde düşüş gözlemlenmiştir. Bu tez, MB'de edinilmiş vincristin direnincinin iki önemli düzenleyicisini tanımlamış olup, bu düzenleyicilerin, gelecekteki çalışmalarla beraber olası terapötik etki potansiyaline sahip olduğu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Medulloblastoma (MB) is the most prevalent brain cancer in children, typically occurring between the ages of six and eight. While primary MB treatments have a success rate of over 50%, relapse affects more than 30% of the patients, resulting in a poor prognosis with survival rates dropping below 25%. Furthermore, acquired-drug resistance is widely observed in patients with relapse, posing a significant challenge for the treatment of MB. Recent cohorts revealed mutations and differential regulation of chromatin modifiers in distinct subgroups of MB, emphasizing the importance of epigenetic regulations in MB tumorigenesis. In this study, we aimed to identify the epigenetic vulnerabilities of MB by employing loss-of-function screening approaches. Using paired parental and vincristine-resistant MB cells previously generated in our lab, we first conducted a chemical screen with an epigenetic probe library. Second, we performed genetic perturbation screens using our CRISPR/Cas9-based epigenome-wide knockout library (EPIKOL). The ultimate goal was to discover new epigenetic mechanisms of drug response in MB. The established vincristine-resistant MB cells showed up to 100-fold resistance to vincristine, displaying Multi-Drug Resistance (MDR) characteristics primarily attributed to a significant upregulation of ABCB1. With chemical screens, we demonstrated that inhibition of the bromodomain of CBP/p300 histone acetyltransferases leads to sensitization of vincristine-resistant MB by regulating the expression of ABC and SLC transporters. With genetic screens using EPIKOL, we further validated the sensitizing effect of CBP inhibition on drug resistance. Additionally, we identified KEAP1, the regulator of NRF2, as a novel target. Accordingly, KEAP1 was identified from 3 different screens on vincristine-resistant MB, where the negative selection was applied with increasing doses of vincristine, but not on parental MB cells. KEAP1 loss by CRISPR/Cas9 using multiple sgRNAs also confirmed the sensitizing effect through viability assays. Moreover, upon exposure to vincristine, a significant increase in apoptosis was also observed in KEAP1-KO vincristine-resistant cells. Additionally, the transcriptomic analysis revealed the downregulation of ABCB1, the main efflux pump of vincristine, on KEAP1-KO vincristine-resistant cells, further supporting the sensitizing effect of KEAP1 loss. This thesis identified two major regulators of acquired vincristine resistance in MB, which have the potential to serve as therapeutic intervention points in the future.
Benzer Tezler
- Identification of chromatin related genes regulating temozolomide resistance in GBM
GBM'de temozolomid direncini düzenleyen kromatin ile ilişkili genlerin belirlenmesi
FİLİZ ŞENBABAOĞLU
- Investigation of ionizing radiation resistance in glioblastoma multiforme
Glioblastoma multiforme'de radyoterapi direncinin araştırılması
NAREG PINARBAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Identification of epigenetic factors that will overcome therapy resistance in triple-negative breast cancer
Üçlü negatif meme kanserinde tedavi direncini kırabilecek epigenetik faktörlerin belirlenmesi
ÖZLEM YEDİER BAYRAM
Doktora
İngilizce
2022
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- The quest for better cancer therapies:Identification of transcription factor involvement in ATP7B regulation via dCas9-Apex2 (Caspex), TOX4 as a potential regulator of Cisplatin resistance
Cisplatin direncini aşma arayışı: ATP7B düzenlemesinde transkripsiyon faktörlerinin dCas9-Apex2 (Caspex) Aracılığıyla Belirlenmesi ve Cisplatin Direncinde Bir Düzenleyici Olarak TOX4'ün tanımlanması
BATUHAN ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEYDA AÇILAN AYHAN
DOÇ. DR. NATHAN ALLAN LACK
- Identification of critical epigenetic modifiers in prostate cancer
Prostat kanserinde önemli olan epigenetik düzenleyicilerin saptanması
BENGÜL GÖKBAYRAK
Doktora
İngilizce
2022
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NATHAN ALLAN LACK