The investigation of the role of epibrassinolide-induced autophagy during tamoxifen resistance in breast cancer cells
Epibrasinolidin otofajiyi tetiklemesindeki rolünün tamoksifene dirençli meme kanseri hücre hatlarında incelenmesi
- Tez No: 875211
- Danışmanlar: PROF. DR. PINAR OBAKAN YERLİKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Endoplazmik Retikulum Stres, Epibrasinolid, İlaç Direnci, Otofaji, Tamoksifen, Autophagy, Drug resistance, Endoplasmic Reticulum Stress, Epibrassinolide, Tamoxifen
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Meme kanseri, dünya genelinde kadınlar arasında kansere bağlı ölümlerin önde gelen nedenlerinden biridir. Tamoksifen (TAM) meme kanseri tedavisinde yaygın olarak kullanılan bir hormon tedavi yaklaşımıdır. Ancak, meme kanseri hücrelerinde yüksek östrojen ifadesi ve sinyali, ilaç direncinin gelişimine neden olabilir. Endoplazmik retikulum (ER) stresi, ilaç direncine karşı mücadele mekanizmalarından biridir. ER strese yanıt olarak apoptoz veya otofajinin aktivasyonu, stresin şiddeti ve süresine bağlıdır. Epibrasinolid (EBR), önceki çalışmalarda apoptoz ve otofajiyi tetikleyen anti-kanser özelliklere sahip doğal bir bitki steroid hormon olarak gösterilmiştir. Otofaji, hücreler arası homeostazı korumak için önemli bir geri dönüşüm sürecidir, hücrelerdeki yanlış katlanmış/katlanmamış proteinleri ve zarar görmüş organelleri temizleyerek stres adaptasyonuna yardımcı olur. Otofajinin ilaç direncinde çok yönlü bir rolü vardır. İlaç türü, hücresel ortam ve ortama dahil olan sinyal yolakları gibi değişkenlere bağlı olarak ilaç direncini destekleyebilir veya engelleyebilir. Çalışmamızda EBR ve/veya TAM'ın ER stresi tarafından tetiklenen otofajik etkisinin ilaç direncini kırmaya yönelik etkisini MCF-7, MDA-MB-231 VE MCF-7/TAMR hücre hatlarında inceledik. Bu amaçla göreceli hücre canlılığı analizi (MTT) ve hücre sağkalım analizi, EBR ve TAM'ın hücre canlılığı üzerindeki sinerjik etksinin değişimlerini analiz etmek için yapıldı. İlaveten, EBR ve/veya TAM ilaçlarının koloni oluşturma potansiyeli 2D ve 3D olarak incelendi. Ayrıca, ölü hücre sayısı, mitokondriyal membran potansiyel kaybı, DNA parçalanmasının oluşumu sırasıyla PI, DiOC6 ve DAPI ile tespit edildi. EBR ve/veya TAM'ın hücre döngüsü dağılım dengesi akış sitometrisi analizi ile belirlendi. Ayrıca, otofajinin tetiklenmesi, 3-MA varlığında tüm hücre hatlarında MDC boyama ve GFP-LC3 transfeksiyonu teknikleriyle değerlendirildi. Dahası, ER stresi proteinlerinin, otofaji proteinlerinin (Beclin-1, Atg5, LC3 ve p62), direnç belirleyicisinin (MRPI) ve apoptoz belirteçlerinin (PARP, kaspaz 9, kaspaz 3) anlatım ifadelerinin değişiklikleri, 3-MA'in tek başına veya EBR ve/veya TAM'ın kombinasyonu varlığında immünoblotlama ile değerlendirildi. Sonuç olarak, EBR'nin TAM ile kombinasyonu, 2D ve 3D hücre canlığını azaltmıştır. İlaveten EBR+TAM kombinasyonu, parçalanmış DNA sayısını ve mitokondriyal membran potansiyelini azaltmıştır. Dahası, EBR+TAM'a maruz kalan MCF-7/TAMR hücrelerinde G1 evresinde hücre tutulumu gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, EBR+TAM uygulamasına takiben otofajik vakul oluşumu ve LC3 punkta oluşumu meme kanseri hücre hatlarında artmış ve 3-MA varlığında geri çevrilmiştir. Ek olarak, aynı tedavi koşullarında ER stresi belirteçlerinde anlatım seviyesinde yükselme meme kanseri hücre hatlarında tespit edilmiştir. Ayrıca, EBR'nin TAM ile kombinasyonu otofajik belirteçlerinin ifade anlatımını arttırmıştır. Öte yandan, apoptotik belirteç ifadelerinde azalma gözlenmiştir. İlaveten, EBR+TAM uygulamasını takiben, ilaç direnci geninin ifadesi düşük seviyede tespit edilmiş ve 3-MA varlığında geri çevrilmişitir. Sonuç olarak, EBR'nin TAM ile kombinasyonunun, ER stresi tarafından tetiklenen otofaji aracılığıyla ilaç direncini aşarak, TAM duyarlılığını arttırmada meme kanseri hücre hatlarında kritik bir rol oynayabileceği ortaya koyulmuştur.
Özet (Çeviri)
Breast cancer is one of the leading causes of cancer-associated death among women worldwide. Tamoxifen (TAM) is a widely used hormone therapy approach for the treatment of breast cancer. However, elevated estrogen receptor expression and signaling in breast cancer cells may result in the development of drug resistance. Endoplasmic reticulum stress (ER stress) is one of the combating mechanisms of drug resistance. The activation of apoptosis or autophagy in response to ER stress depends on the extent and duration of the stress. Epibrassinolide, a natural plant steroid hormone, has been shown in previous studies to have anti-cancer properties inducing by apoptosis and autophagy. Autophagy is a crucial recycling process to maintain cellular homeostasis within the cells eliminating mis /unfolded proteins and damaged organelles and aiding stress adaptation. Autophagy has a multifaced role in drug resistance. It can either facilitate or impede resistance based on variables such as the nature of the drug, cellular environment and signaling pathways involved. In our study, we aimed to investigate the autophagic effect of EBR and/or TAM induced by ER stress to overcome drug resistance in MCF-7 / MCF-7/TAMR and MDA-MB-231 cell lines. For this purpose, relative cell viability analysis (MTT) and cell survival analysis were performed to analyze changes synergistic effect of EBR and TAM on cell viability. Moreover, the colony formation potential of EBR and/or TAM drugs was investigated in 2D and 3D manner Also, the number of death cells, mitochondrial membrane potential loss, and formation of DNA fragmentation were detected by PI, DiOC6, and DAPI respectively. The cell cycle distribution effect of EBR and/or TAM was detected by flow cytometry analysis. Moreover, autophagy induction was evaluated by MDC staining and GFP-LC3 transfection in all cell lines in the presence of 3-MA. Furthermore, expression profile changes of ER stress proteins autophagy proteins (Beclin-1, Atg5, LC3, and p62), resistance marker (MRPI), and apoptosis markers (PARP, caspase 9, caspase 3) were evaluated in the presence of 3-MA either alone or in combination EBR and/or TAM by immunoblotting in all cell lines. As a result, EBR in combination with TAM decreased the cell viability in 2D and 3D cell cultures. In addition, EBR+TAM combination increased the number of fragmented DNA also decreased mitochondrial membrane potential. Moreover, following exposure to EBR+TAM, cell cycle arrest was observed at G1 stages in MCF-7/TAMR cells. Furthermore, autophagic vacuole formation also LC3 puncta formation were augmented following EBR+TAM administration and reversed in the presence of 3-MA in breast cancer cell lines. Moreover, elevation of ER stress markers was detected in the same treatment conditions in all breast cancer cell lines. Also, EBR in combination with TAM increased the autophagic marker expression. On the one hand, decreasing in apoptotic marker expression was observed. Furthermore, following EBR+TAM administration expression of the drug-resistance gene was downregulated and reversed with the addition of 3-MA. In conclusion, our results revealed that EBR in combination with TAM may play a crucial role in elevating TAM sensitivity by overcoming drug resistance through ER stress-induced autophagy in breast cancer cell lines.
Benzer Tezler
- Potansiyel GSK3 inhibitörü epibrassinolid'in sinir hücre modellerinde etkilerinin araştırılması
The investigation of potential gsk3 inhibitor epibrassinolid effect on neural cell models
SHAFAG NAHMADOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Biyolojiİstanbul Kültür ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR OBAKAN YERLİKAYA
- Farklı bor konsantrasyonlarında yetiştirilen Arabidopsis thaliana L. bitkilerinde 24-epibrassinolid'in etkilerinin araştırılması
Investigation of 24-epibrassinolide effects on Arabidopsis thaliana L. plants grown under different boron concentrations
YONCA SURGUN
Doktora
Türkçe
2015
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL BÜRÜN
- Farklı prostat kanseri hücre hatlarında epibrassinolidle tetiklenen apoptotik süreçte poliaminlerin rollerinin araştırılması
Investigation of the roles of polyamines in epibrasinolide-induced apoptosis in various prostate cancer cell lines
PINAR OBAKAN
- Mısırda bor ve 24-epiBL etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of boron and 24-epiBL in maize
GİZEM ALDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL BÜRÜN
- Ispanak (Spinacia oleracea L.) bitkisinde tuz stresi ile epibrassinolid arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation on the relationship between salinity stress and epibrassinolide in spinach (Spinacia oleracea L.) seedlings
SERHAT SEVEN