Küçük hücreli olmayan akciğer kanser modeline farklı doz hızlarında uygulanan radyoterapinin yeni nesil dizileme ile transkriptom analizi
Transcriptome analysis of non-small cell lung cancer model treated with radiotherapy at different dose rates by next generation sequencing
- Tez No: 965450
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞBA KUL KÖPRÜLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Moleküler Tıp, Onkoloji, Radyasyon Onkolojisi, Molecular Medicine, Oncology, Radiation Oncology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Tıp Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı küçük hücreli olmayan akciğer kanserine sahip NOD Scid gamma (NSG) türü farelere farklı doz hızlarında uygulanan FF ve FFF radyoterapinin akut etkisini transkriptom seviyesinde araştırmak ve etkilenen moleküler yolakları belirlemektir. Gereç ve Yöntem: Hücre kültürü ile çoğaltılan A549 kanser hücreleri fare ksenogreftlerinin oluşturulması için Yeditepe Üniversitesi Deney Hayvanları Laboratuvarı'na gönderilmiş ve çalışma için 5 farklı grup oluşturulmuştur. Bu gruplar arasında A1 grubu sağlıklı, A2 grubu kanser ve A3, A4 ve A5 grupları ise tedavi grupları olarak belirlenmiştir. A1 ve A2 grubuna hiçbir tedavi uygulanmamış, A3 grubuna tek doz 20 Gy ve 400 MU/min doz hızı, A4 grubuna tek doz 20 Gy ve 1000 MU/min doz hızı ve A5 grubuna tek doz 20 Gy ve 1800 MU/min doz hızlarında radyoterapi uygulanmıştır. Deney sonunda fareler sakrifiye edilerek kanser doku örnekleri alınmış, dokudan RNA izolasyonu gerçekleştirilmiştir. İzole edilen RNA örneklerinin kalitatif ve kantitatif analizleri yapılarak mRNA kütüphane hazırlığı gerçekleştirilmiş ve elde edilen kütüphaneler NovaSeq 6000 cihazında sekanslanmıştır. Uygulanan radyoterapinin genler üzerinde meydana getirdiği değişikliklerin tespit edilebilmesi için transkriptom verisinin biyoinformatik analizi gerçekleştirilmiş ve etkilenen moleküler yolaklar belirlenmiştir. Bulgular: Biyoinformatik analiz ile önce kanser grubu (A2) sağlıklı grup (A1) ile ardından deney grupları (A3, A4 ve A5) ile ayrı ayrı karşılaştırılmıştır ve gruplar A2-A1, A2-A3, A2-A4 ve A2-A5 şeklinde analiz edilmiştir. Elde edilen DEG'ler üzerinden her grupta ekspresyon seviyesi artan ve azalan genler tespit edilmiştir. A2-A1 grubunda totalde elde edilen 2814 genin 1301 tanesi yüksek, 1512 tanesi düşük ekspresyona sahipken, A2-A3 grubunda totalde bulunan 31 genin 20 tanesi yüksek, 11 tanesi düşük ekspresyona sahiptir. A2-A4 grubunda totalde bulunan 18 genin 14 tanesi yüksek ve 4 tanesi düşük ekspresyonda, A2-A5 grubunda totalde bulunan 52 genin ise 26 tanesi yüksek, 26 tanesi düşük ekspresyon seviyesi ile değerlendirilmiştir. Tüm gruplar arasında (A2-A3, A2-A4 ve A2-A5) ortak olarak 7 adet gen (MKLN1, PODXL, LSS, GPN1, ITGAD, ITGAM ve ARMC5) bulunurken tedavi grupları arasında 12 adet ortak gen (MKLN1, PODXL, LSS, FAM83A, ARMC5, ITGAD, TBC1D31, ITGAM, ARMCX3, CNOT4, GPN1 ve DERL1) bulunmaktadır. Ayrıca A2-A1 grubuyla tedavi grupları arasında da ayrıca karşılaştırma yapılmış ve 11 adet gen (AOAH, ADGRL2, NFYB, ATAD1, ALPİ, ATP5SL, GRIN2D, TVP23A, GRM4, POLA1 ve MRM1) tespit edilmiştir. Bu genler arasında UALCAN verileriyle kıyaslandığında anlamlı olarak ekspresyon seviyesi azalan ATAD1, GRIN2D ve GPN1 genleridir. Benzer şekilde UALCAN verileriyle kıyaslandığında anlamlı olarak ekspresyon seviyesi artan ITGAM, PODXLve LSS genleridir. Bu genler dışında kanserli dokuya kıyasla ekspresyon seviyesi anlamlı olarak değişen ve kanser tedavilerinde yeni hedef olabilecek ARMC5, ITGAD, ARMCX3, CNOT4, GPN1 ve NFYB genleridir. Sağkalım analiz sonuçlarında ise ARMCX3 ve ITGAD genlerinin ekspresyon seviyesinin artmasının ve FAM83A, GPN1, ITGAM ve GRIN2D genlerinin ekspresyon seviyesinin düşmesinin sağkalımı arttırdığı görülmektedir. Sonuç: Bu çalışma sonucunda akciğer kanseri ksenogreftlerine uygulanan FF ve FFF ışınlarının transkriptom analizine bakıldığında özellikle FFF terapisinin hücre döngüsünde yer alan siklin proteinlerinin inhibisyonuyla hücre döngüsünü durdurabileceği ve EMG dönüşümünde rol alan E-kaderin proteininin sentezinin arttırılarak metastazı inhibe edilebileceği gözlemlenmektedir. Ayrıca bu tedavinin hücrede pro-apoptotik genlerin ekspresyonunu arttırarak, apoptozu indükleyerek ve immün sistem hücrelerinin tümör mikroçevresindeki miktarları arttırılarak kanser hücrelerinin CD8+ T hücrelerine karşı hassasiyeti artarak öldürülmesi sağlanabilmektedir. Bu sonuçlar göze alındığında akciğer kanseri tedavisinde FFF terapi yöntemi umut vaat edici özellik göstermektedir. Ayrıca bu sonuçlar ışığında akciğer kanseri hastalarına yeni tedavi seçenekleri de sunulabilir.
Özet (Çeviri)
Aim: The aim of this study is to investigate the acute effects of FF and FFF radiotherapy applied at different dose rates to NOD Scid gamma (NSG) mice with non-small cell lung cancer at the transcriptome level and to determine the affected molecular pathways. Materials and Methods: A549 cancer cells propagated in cell culture were sent to the Yeditepe University Experimental Animal Laboratory for the generation of mouse xenografts, and five different groups were formed for the study. Among these groups, A1 was designated as healthy, A2 as cancer, and A3, A4, and A5 as treatment groups. Groups A1 and A2 received no treatment, while group A3 received a single dose of 20 Gy and dose rate of 400 MU/min, group A4 received a single dose of 20 Gy and dose rate of 1000 MU/min, and group A5 received a single dose of 20 Gy and dose rate of 1800 MU/min. At the end of the experiment, mice were sacrificed, and cancer tissue samples were taken for RNA isolation. Quantitative and qualitative analyses of the isolated RNA samples were performed to prepare mRNA libraries, and the resulting libraries were sequenced on the NovaSeq 6000 instrument. To identify changes in genes caused by radiotherapy, bioinformatic analysis of the transcriptome data was performed, and the affected molecular pathways were identified. Results: Using bioinformatics analysis, the cancer group (A2) was compared separately with the healthy group (A1) and then with the treatment groups (A3, A4, and A5). The groups were analyzed as A2-A1, A2-A3, A2-A4, and A2-A5. Genes with increased and decreased expression levels were identified in each group based on the obtained DEGs. In the A2-A1 group, 1301 of the 2814 genes obtained in total had high expression and 1512 had low expression. In the A2-A3 group, 20 of the 31 genes in total had high expression and 11 had low expression. In the A2-A4 group, 14 of the 18 genes in total had high expression and 4 had low expression. In the A2-A5 group, 26 of the 52 genes in total were evaluated with high expression and 26 with low expression. While there were 7 genes in common among all groups (A2-A3, A2-A4, and A2-A5) (MKLN1, PODXL, LSS, GPN1, ITGAD, ITGAM and ARMC5), there were 12 genes in common among the treatment groups (MKLN1, PODXL, LSS, FAM83A, ARMC5, ITGAD, TBC1D31, ITGAM, ARMCX3, CNOT4, GPN1, and DERL1). A comparison was also made between the A2-A1 group and the treatment groups, and 11 genes (AOAH, ADGRL2, NFYB, ATAD1, ALPI, ATP5SL, GRIN2D, TVP23A, GRM4, POLA1, and MRM1) were identified. Among these genes, the genes with significantly decreased expression levels compared to UALCAN data were ATAD1, GRIN2D, and GPN1. Similarly, genes with significantly increased expression levels compared to UALCAN data are ITGAM, PODXL, and LSS. In addition to these genes, genes with significantly increased expression levels compared to cancer tissue and that could be new targets for cancer treatments are ARMC5, ITGAD, ARMCX3, CNOT4, GPN1, and NFYB. Survival analysis results indicate that increased expression levels of ARMCX3 and ITGAD and decreased expression levels of FAM83A, GPN1, ITGAM, and GRIN2D genes increase survival. Conclusion: This study, based on transcriptome analysis of FF and FFF irradiation applied to lung cancer xenografts, demonstrates that FFF therapy, in particular, can arrest the cell cycle by inhibiting cyclin proteins involved in the cell cycle and inhibit metastasis by increasing the synthesis of the E-cadherin protein, which plays a role in EMT transformation. Furthermore, this therapy can kill cancer cells by increasing the expression of pro-apoptotic genes in the cell, inducing apoptosis, and increasing the number of immune cells in the tumor microenvironment, increasing their sensitivity to CD8+ T cells. Considering these results, FFF therapy offers promising properties in the treatment of lung cancer. Furthermore, these results may offer new treatment options for lung cancer patients.
Benzer Tezler
- Sıçan prostat kanserinde voltaj kapılı sodyum kanal aktivitesinin farklı tekniklerle araştırılması
Investigation with different techniques of voltage-gated na+ channel activity on the rat prostate cancer
SELMA KÜÇÜK
- Bazı yeni heterosiklik bileşiklerin sentezi, yapı aydınlatmaları, antikanser etki, bilgisayar destekli ilaç tasarım çalışmaları
Synthesis, structure elucidation, chemotherapeutic activity, computer aided drug desing studies of some new heterocyclic compounds
ÖZÜM ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN AKI-YALÇIN
- Machine and deep learning based analysis of tumors on FDG-PET images
FDG-PET görüntülerindeki tümörlerin makine ve derin öğrenme tabanlı analizi
OĞUZHAN AYYILDIZ
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT YILMAZ
- Development and validation of methods for the diagnosis of lung cancer via serological biomarkers
Akciğer kanserinin serolojik biyobelirteçler ile teşhisine yönelik yöntem geliştirilmesi ve doğrulanması
ABBAS GÜVEN AKÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ OSMAY GÜRE
- Küçük hücreli dışı akciğer kanseri peptit aşısı için MAGE-A3, WT1 ve EGFR proteinlerinin immünoinformatik tasarımı
Immunoinformatic design of MAGE-A3, WT1, and EGFR proteins for non-small cell lung cancer peptide vaccine
SABA HALLAJ EBRAHIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
OnkolojiEge ÜniversitesiTemel Onkoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RALPH LEO JOHAN MEUWISSEN