Antitumor effect of RGD peptide on cancer microtissues

Abstract

Kanser çalışmalarına son dönemde ilgi artarak devam etmektedir. Özellikle meme kanseri olmak üzere pek çok kanser türü Dünya genelinde can almaya devam etmekte olup bu hastalıktan muzdarip olan kişi sayısı artmaktadır. Kanser çalışmalarının en temelinde kullanılan metotlar 2 Boyutlu (2B) hücre kültürü ile başlamaktadır. Ancak 2B hücre kültürü artık in vivo koşulları tam olarak yansıtamamaktadır. Bilim insanları bu gelişmeler sonucunda çalışmalarını 3 Boyutlu (3B) hücre kültürüne doğru yöneltmişlerdir. 3 Boyutlu hücre kültürü elde etmenin pek çok farklı yöntemi bulunmaktadır. Bu çalışmada tercih edilen 3DPetriDish™ tekniği diğerlerine kıyasla hücre iskelesi kullanılmadan pratik mikro dokular elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Elde edilen mikro dokular kendi oluşturdukları hücre dışı ortamında büyük etkisi ile in vivo koşulları yansıtmakta özellikle 2B hücre kültürüne ve pek çok diğer 3B hücre kültürüne göre daha avantajlı olmaktadır. Biyoaktif peptitler bütün hücre tipleri üzerinde damarlanma, büyüme, apoptoz ve daha farklı pek çok özelliği aktifleştirebilmektedir. IKVAV, RGD gibi integrine bağlanan peptitlerin kanser mikro dokularının üzerinde damarlanmayı arttırıcı, büyüme destekleyici özelliklerinin bulunduğu bilinmektedir. RGD peptit GRGDS diziliminden oluşan bir integrin bağlanan peptittir. Ancak RGD peptit pek çok integrin bağlanıcı proteinin aktif bölümlerinde bulunmakla birlikte, değişen konsantrasyonlarda kaspaz yolaklarını aktif ettiği ve kanser hücrelerini apoptoza yönelttiği tespit edilmiştir. Bu etkinin aktifleşme koşullarının tespitinin yapılması özellikle son dönemde artan kanser çalışmaları düşünüldüğünde tedavi sürecine pozitif bir etki yaratabilir. Tüm bu bilgiler ışığında RGD peptidin MCF-7 3B'lu mikro doku oluşumuna ve erken dönem gelişiminin incelenmesi amacıyla bu çalışma yapılmıştır. Mikro doku boyut analizi, canlılık analizi, fokal adezyon analizi verileri kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda RGD peptidin kanser mikro dokusu üzerinde büyümesini ve gelişmesini azaltıcı bir etkisinin olduğu fark edilmiştir. Bu etki ilk günden yüksek konsantrasyonlarda (6mM) fark edilirken, ilerleyen günlerde bütün konsantrasyonların kontrol grubu ile kıyaslandığında istatiksel olarak anlamlı farklılıklar gösterdiği bulunmuştur. Tüm bu verilerin sonucunda, RGD peptidin artan konsantrasyonlarının 3B MCF-7 mikro dokusu oluşumunda önemli rol oynadığı ve büyüme sürecini de düzenlediği görülmektedir. Bu çalışma RGD peptiti içeren ilaç çalışmalarının mümkün olabileceğini göstermektedir.

Cancer studies continue to gain interest in the recent period. Many types of cancer, especially breast cancer, continue to cause deaths worldwide and the number of people suffering from this disease is increasing. The methods that are used most at the basis of cancer studies are starting with 2-Dimensional (2D) cell culture. However, 2D cell culture can no longer adequately reflect in vivo conditions. Scientists have turned their efforts towards these 3-Dimensional (3D) cell cultures. There are many different ways of obtaining 3D cell culture. The preferred 3DPetriDish ™ technique in this study allows functional microtissues to be achieved without using a cell scaffold compared to others. The resulting microtissues reflect the in vivo conditions with their substantial effect in the extracellular environment they create, and they are more advantageous than 2D cell cultures and many other 3D cell cultures.Bioactive peptides can activate vascularization, growth, apoptosis and many other properties on all cell types. It is known that integrin-binding peptides such as IKVAV, RGD have growth promoting properties that enhance vascularization over cancer micro-tissues. The RGD peptide is an integrin binding peptide consisting of the GRGDS sequence. However, RGD peptides are present in the active part of many integrin-binding proteins but have been found to activate caspase pathways at varying levels and to direct apoptosis to cancer cells. Detection of the activation conditions of this effect may have a positive impact on the treatment process, especially considering the recent cancer studies.This study was carried out to investigate microstructure formation and early development of RGD peptide, MCF-7 3D, in all these data. Micro-tissue size analysis, viability analysis, focal adhesion analysis data were used. As a result of the study, it was noticed that RGD peptides have the effect of reducing growth and development on the cancer microstructure. This effect was seen at high concentrations (6mM) on the first day, but on the following days, all levels were found to show statistically significant differences when compared to the control group. As a result of all these data, increasing concentrations of RGD peptide appear to play an essential role in the formation of 3D MCF-7 microstructure and regulate the growth process. This study shows that drug studies involving RGD peptides may be possible.