Examining chromatin modifiers essential for glioma growth and drug response
Glioma büyümesi ve ilaç direncinde kromatin düzenleyicilerin araştırılması
- Tez No: 845886
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Moleküler Tıp, Molecular Medicine
- 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: 139
Özet
Glioblastoma (GBM), düşük sağkalım oranları ile ilişkilendirilen son derece agresif bir primer beyin tümörüdür. Standart terapi yöntemleri cerrahi, radyoterapi ve DNA alkillendirici ajan olarak Temozolomide (TMZ) kemoterapisini içerir. TMZ'nin etkinliği, MGMT gen ekspresyonunun düzenlenmesi gibi çeşitli epigenetik mekanizmalar tarafından olumsuz etkilenebilir ve MGMT'nin promotör metilasyon durumu TMZ yanıtında önemli bir prognostik faktördür. GBM'de sağkalımı ve terapiye direnci düzenleyen yeni epigenetik faktörler henüz keşfedilmemiştir. Bu çalışmada, GBM'deki direnç mekanizmalarını keşfetmek amacıyla TMZ dirençli hücre hatları oluşturduk. Direnç fenotipini in vitro ve in vivo deneylerle gösterdik. Geliştirilen TMZ-dirençli hücre hatlarında transkriptom analizi yaptık ve birçok farklı ifade edilen genler ile birlikte MGMT seviyesinin de önemli ölçüde arttığını gözlemledik. TMZ direncinin epigenetik değişiliklerle ilişkili olabileceğini düşünerek, çeşitli kromatin düzenleyici ve epigenetik enzimlerin hedeflendiği CRISPR/cas9 kütüphanesi EPIKOL ile tarama yaptık. Yapılan taramalar sonucunda, RBBP4 genini TMZ-dirençli hücreler için potansiyel bir hedef olarak belirledik. RBBP4 geninin susturulması sonucu hücre ölümünün arttığı ve hücre bölünmesinin G2/M fazlarında akümüle olduğunu gösterdik. Sonrasında yaptığımız RNA dizileme sonucunda G2/M ve E2F hedef yolaklarının önemli oranda azaldığını tespit ettik. RBBP4 susturulması sonucunda MGMT ekspresyon seviyesinin önemli oranda düşmediğini göstererek, MGMT'den bağımsız bir yolla dirençli hücrelerde hassasiyet oluşturma potansiyelini ortaya koyduk. Transkriptom analizi, MGMT'nin TMZ dirençli modellerde artan bir gen olarak ortaya çıkmasını ve birçok farklı ifade edilen geni içeriyordu. Direncin adaptif epigenetik değişikliklerle ilişkili olabileceğini düşünerek, TMZ dirençli hücrelerde kromatin düzenleyicilerinin rollerini araştırdık. Çeşitli kromatin düzenleyicilerini ve epigenetik enzimleri hedefleyen Epigenetik Knock-Out sgRNA Kütüphanemiz (EPIKOL) ile odaklı bir CRISPR/Cas9 tabanlı tarama yaptık. TMZ dirençli hücre hatlarının seçici hassasiyetini keşfettik ve Retinoblastoma Binding Protein 4 (RBBP4) genini kazanılmış TMZ direncinin bir düzenleyicisi olarak belirledik. Dirençli modellerde RBBP4'in knock-out'u, artan apoptoz ve G2/M tutuklanmasına neden oldu. RNA sekanslama analizi, G2/M kontrol noktası ve E2F hedeflerinin düşük olduğu yolları ortaya koydu. RBBP4 knock-out sonrası MGMT ekspresyonunun önemli ölçüde değişmediğini göstererek, RBBP4'un TMZ-dirençli hücrelerde MGMT'den bağımsız bir düzenleme gerçekleştirdiğine dair kanıt sunduk. Elde ettiğimiz bulgular, gelecekte GBM'yi hedefleyen yenilikçi epigenetik tabanlı tedavi stratejilerinin gelişimi için umut verici bir potansiyel taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
Glioblastoma (GBM) is a highly aggressive primary brain tumor associated with low survival rates. Standard-of-care involves surgery, irradiation, and chemotherapy utilizing Temozolomide (TMZ), a DNA alkylating agent. Despite its high effectiveness, the efficacy of TMZ can be compromised by various epigenetic mechanisms, including the transcriptional regulation of 0-6-methylguanine methyltransferase (MGMT) enzyme expression. The promoter methylation status of MGMT is a crucial prognostic factor, as its epigenetic suppression enhances the response to TMZ. Novel epigenetic factors regulating the survival and resistance to therapy in GBM remain undiscovered. To explore resistance mechanisms in GBM, we first generated TMZ-resistant cell lines starting from naïve cells and escalating TMZ doses over a long period. We demonstrated that TMZ-resistance phenotype was sustainable both in vitro and in vivo. Transcriptome analysis revealed MGMT as an upregulated gene in TMZ-resistant models along with many differentially expressed genes. Considering that resistance may be associated with adaptive epigenetic changes, we investigated the functional roles of chromatin regulators in TMZ-resistant cells. To this end, we employed a targeted CRISPR/Cas9-based screen with our Epigenetic Knock-Out sgRNA Library (EPIKOL), focusing on various chromatin modifiers and epigenetic enzymes. Applying EPIKOL screens in multiple naïve and TMZ-resistant cell lines, we first identified key epigenetic factors regulating GBM cell viability. We then explored selective vulnerability of TMZ-resistant cell lines and identified Retinoblastoma Binding Protein 4 (RBBP4) as a regulator of acquired TMZ resistance. Knock-out of RBBP4 in resistant models resulted in increased apoptosis and G2/M arrest. RNA sequencing of control and RPPB4 knock-out cells revealed G2/M checkpoint and E2F targets as downregulated pathways. We demonstrated that the expression of MGMT was not significantly altered by RBBP4 in TMZ-resistant models, providing strong evidence for RBBP4-mediated regulation of cell proliferation and TMZ response in an MGMT-independent manner. Overall, our findings hold promise for the development of innovative epigenetic-based therapeutic strategies targeting GBM in the future.
Benzer Tezler
- Examining the effects of epigenetic modulation on IDH mutant GBM cells
IDH mutant GBM hücrelerinde epigenetik düzenlemelerin etkilerinin incelenmesi
ALİŞAN KAYABÖLEN
- Examining the interaction partners of essential chromatin regulators in triple- negative breast cancer
Üçlü negatif meme kanserinde temel kromatin düzenleyicilerinin etkileşim partnerlerinin incelenmesi
BERİL ESİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiKoç ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER
- İleri baba yaşının oksidatif stres, DNA fragmantasyonu, kromatin yapı ve PARP proteininin ekspresyon seviyelerine olan etkisi
The effect of advanced paternal age on oxidative stress, DNA fragmantation, chromatin structure and expression levels of PARP protein
AYLİN YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Histoloji ve EmbriyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN DEMİROĞLU ZERGEROĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA KARABULUT
- SMARCA4 ve SMARCA2 ekspresyon kaybı olan akciğer küçük hücreli dışı karsinom hastalarının klinikopatolojik özellikleri
Clinicopathological features of non-small cell lung carcinoma patients with loss of expressions of SMARCA4 and SMARCA2
YELDA GÜNSOY KILIÇ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
PatolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Patoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN AKYÜREK
- Computational analysis of 3D genome organization and its effect on nuclear morphology and mechanics
3D genom organizasyonun ve hücre çekirdeğine ve mekaniğine olan etkisinin hesaplamalı analizi
ALİ GÖKTUĞ ATTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyofizikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT ERBAŞ