DNA damage-induced and TAp63-mediated oocyte apoptosis is not associated with c-Abl activation in human ovary

Abstract

Kanser tedavisinde geliştirilen son yaklaşımlar, kanser sonrası sağkalım oranlarını arttırmış olup, bu nedenle kanser tedavilerinin uzun vadeli yan etkilerini en aza indirgemek son derece önemli bir hale gelmiştir. Literatürde TAp63-bağımlı apoptozisin indüksiyonu için c-Abl isimli tirozin kinazın zorunlu olup olmadığı ve c-Abl'in, inhibitörü olan imatinib ile inhibe edilmesinin farede kemoterapiye bağlı oosit apoptozisini önleyebileceği tartışmalı bir konudur. Bu konuda insan üzerinde yapılmış herhangi bir moleküler çalışma bulunmamaktadır. Bu tez çalışmasında sisplatin kaynaklı DNA hasarının, TAp63 yolağının yanı sıra c-Abl aktivasyonu üzerine etkileri ve c-Abl inhibisyonunun insan oosit ölümünü önleyip önlemediğinin araştırılması amaçlamıştır.Elde edilen sonuçlara göre; sisplatine bağlı DNA hasarı, TAp63 ve SAPK/JNK yolaklarını aktive ederek insan oositlerinde ve granüloza hücrelerinde apoptozisi indüklemiştir. Ancak TAp63 aktivasyonundaki artışın, c-Abl'in ifadesinde herhangi bir artışla ilişkili olmadığı gözlenmiştir. Imatinib, granüloza hücrelerinin veya oositlerin sisplatin kaynaklı apoptozisini önlememiştir. Ayrıca, imatinib maruziyeti, anormal morfoloji gösteren foliküllerin oluşmasına ve artmış foliküler atreziye neden olmuştur. Over dokuları, bir c-kit antagonisti olan anti-CD117 ile inkübe edildiğinde benzer toksik etkiler gözlenmiş, ancak c-kit inhibitör bir etkiye sahip olmayan başka bir c-Abl tirozin kinaz inhibitörü olan GNF-2'da bu etki gözlenmemiştir. İmatinib'in insan over ksenograftı yapılan hayvanlara intraperitoneal uygulaması, greftlerde benzer histomorfolojik anormalliklere sebep olmuş ve sisplatin ile birlikte verildiğinde sisplatine bağlı folikül kaybını önlememiştir.Bulgularımız, insanda imatinibin over toksisitesi için ilk moleküler kanıtları sunmaktadır. Ayrıca bu çalışma, imatinib tedavisi gören iki farklı kadın hastada yetersiz over yanıtı ve prematür overyan yetmezlik bildiren önceki iki vaka çalışması ile düşünüldüğünde, özellikle üreme çağındaki genç kadınlarda gonadotoksisitesi sebebiyle kullanımı konusunda endişeleri arttırmaktadır.

Rates of young cancer survivors have improved in recent years owing to novel treatments. This success, however, creates an increasing problem: long-term side effects of chemotherapy such as infertility. It is controversial whether c-Abl is essential for oocyte apoptosis and its inhibition with imatinib prevents chemotherapy-induced oocyte damage in mice. As no human data is available, this thesis aimed to explore the mechanism triggered by chemotherapy and the role of c-Abl in TAp63-mediated DNA damage-induced oocytes apoptosis.Ovarian damage was induced with cisplatin in human ovaries which were either xenografted to mice or in vitro cultured. Human immature oocytes, primary granulosa cells, and two different granulosa cell lines were also included. Cisplatin caused DNA damage as evidenced by γ-H2AX, activated checkpoint sensors Chk-1 and Chk-2 and SAPK/JNK pathway, induced TAp63 phosphorylation and triggered apoptosis in human oocytes and granulosa cells whereas it did not associate with c-Abl upregulation. Moreover, imatinib exposure resulted in the formation of bizarrely shaped follicles lacking oocytes and increased follicular atresia. To better understand the actions of imatinib, ovarian tissues were incubated with anti-CD117, a c-kit antagonist drug, but not with another c-Abl inhibitor GNF-2, which lacks an inhibitory action on c-kit and similar toxic effects were observed. Intraperitoneal administration of imatinib to the xenografted animals produced similar histomorphological abnormalities in the ovarian grafts and did not prevent cisplatin-induced follicle loss. In conclusion, phosphorylation of TAp63 at Ser395 has not yet been associated with any function before, so here we define Ser395 for the first time as a site for TAp63 activation in response to DNA damage. Moreover, we provide the first molecular evidence for ovarian toxicity of imatinib in human and heighten the concerns about its gonadotoxicity on the human ovary and urge caution in its use in young female patients.