Kinürenik asit ve kinaldik asit`in insan karaciğer kanseri (HepG2) hücre hattında in vitro antitümöral etkilerinin araştırılması

Abstract

Kinürenik asit (KA) bir triptofan yolağı metaboliti olup, KA'nın dehidroksilasyonu sonucunda Kinaldik asit (KİNA) oluşur. KA, aynı zamanda glutamat reseptörlerinin endojen bir antagonisti olup, glutamat antagonistlerinin antiproliferatif potansiyele sahip oldukları belirtilmektedir. Glutamat reseptörlerinden NMDA reseptörünün alt birimlerinin ise hepatosellüler karsinoma hücrelerinde bulunduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada insan karaciğer kanseri (HepG2) hücrelerinde KA ve KİNA'nın tek başlarına ve sentetik glutamat antagonisti MK-801 ile birlikte antitümöral etkileri moleküler düzeyde ilk kez araştırılmıştır. Bu amaçla, KA, KİNA, MK-801'in ve kombinasyonlarının HepG2 hücrelerinin canlılığı ve proliferasyonu üzerindeki etkileri; MTT ve BrdU analizleri ile tespit edilmiştir. Bu maddelerin PI3K/Akt ve FoxO sinyal yolakları ile hücre döngüsü ve apoptozda görev yapan gen ve protein düzeylerine etkileri ise sırasıyla RT-qPCR (Bax, Bcl-2, FasL, Bim, Kaspaz-9, Kaspaz-3 ve p21) ve Western blot (PI3K, Akt, PTEN, p-PTEN, FOXO1, FOXO3a, TXNIP ve p27) analizleri ile belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, KA, KİNA ve MK-801'in hücre canlılığını %50 inhibe eden konsantrasyonlarının HepG2 hücrelerinde DNA sentezini de etkili şekilde inhibe ettiği görülmüştür. KA, KİNA ve MK-801'in tek başlarına HepG2 hücrelerinde daha yüksek konsantrasyonlarda göstermiş oldukları antiproliferatif etki, kombinasyon uygulaması ile daha düşük konsantrasyonlarda elde edilmiştir. Ayrıca, HepG2 hücreleri üzerindeki antiproliferatif aktivitelerinde, KA, KİNA, MK-801 ve kombinasyon gruplarının farklı hücresel yolakları izlediği görülmüştür. Tek başına KA ve KİNA+MK-801 kombinasyonunun HepG2 hücreleri üzerindeki antiproliferatif etkilerini karşılıklı olarak FoxO ve PI3K/Akt sinyal yolakları üzerinden gerçekleştirdikleri belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Antitümöral aktivite, HepG2, Kinaldik asit, Kinürenik asit

Kynurenic Acid (KA) is a metabolite of tryptophan pathway and as a result of dehydroxylation of KA, Quinaldic Acid (QINA) is formed. KA is also an endogenous antagonist of glutamate receptors and glutamate antagonists have been indicated to have antiproliferative potential. On the other hand, subunits of the NMDA receptor which is one of the glutamate receptors, have been shown to be found in hepatocellular carcinoma cells. Therefore, in this study the antitumor effects of KA and QINA alone and in combination with synthetic glutamate antagonist MK-801 in human liver cancer (HepG2) cells were investigated for the first time at the molecular level. For this purpose, the effects of KA, QINA and MK-801 and their combinations on viability and proliferation of HepG2 cells were determined by MTT and BrdU analyses. Effects of these chemicals on PI3K/Akt and FoxO signalling pathways as well as cell cycle and apoptosis were analysed in gene and protein levels were determined by RT-qPCR (Bax, Bcl-2, FasL, Bim, Caspase-9, Caspase-3 ve p21) and Western blot (PI3K, Akt, PTEN, p-PTEN, FOXO1, FOXO3a, TXNIP ve p27) respectively. As a result of the study, KA, QINA and MK-801 concentrations that inhibit cell viability up to 50% have been shown to effectively inhibit DNA synthesis in HepG2 cells. The antiproliferative effect of KA, QINA and MK-801 alone in HepG2 cells at higher concentrations was obtained at lower concentrations by combination application. In addition, KA, QINA, MK-801 and combination groups were observed to follow different cellular pathways in their antiproliferative activities on HepG2 cells. It was determined that the antiproliferative effects of KA alone and QINA+MK-801 combination on HepG2 cells were carried out via FoxO and PI3K/Akt signalling pathways, respectively.Keywords: Antitumoral activity, HepG2, Quinaldic acid, Kynurenic acid