GNRH agonist leuprolide acetate does not confer any protection against ovarian damage induced BY chemotherapy and radiation in vitro

Abstract

Kanser tedavisindeki yeni yaklaşımlar kanserden kurtulan gençlerin oranında artış sağlamış, dolayısı ile kanser tedavilerinin uzun dönemde neden olduğu yan etkileri azaltmak büyük önem kazanmıştır. Kanser tedavisi gören doğurganlık yaşındaki kadın hastalar için en önemli tehlike, gonadotoksik kemoterapi ve radyoterapinin prematür overyan yetmezlik (POY) ve infertilite ile sonuçlanmasıdır. Prematür overyan yetmezlik, infertilitenin yanısıra osteoporoz, kardiyovasküler hastalıklar, uyku bozuklukları, cinsel işlev bozuklukları gibi yaşam kalitesini kısa ve uzun dönemde olumsuz etkileyen sağlık sorunlarına neden olur.Kanser tedavisi için sitotoksik kemoterapi/radyoterapi alacak kadınlarda kullanılabilir üç fertilite koruma stratejisi mevcuttur: oosit, embriyo ve over dokusu dondurulması. Ancak başarı oranının bilinmemesi nedeniyle over dokusu dondurulması prosedürü hala deneysel olarak kabul edilmektedir. Her ne kadar kemoterapi öncesi oosit ve embriyo dondurulması ile gebelik elde edilebilirse de, bu stratejiler menopozu engelleyememektedir. Ayrıca, over dokusu transplantasyonu özellikle hematolojik malignansilerde kanser hücrelerinin vücuda yeniden yerleşmesi riskini taşımaktadır. Bu sebeplerden dolayı, kemoterapi süresince over rezervini koruyan herhangi bir ilaç potansiyel olarak normal üreme fonksiyonlarını sürdürebilecek ve kemoterapi öncesi gamet dondurma ihtiyacını ortadan kaldırabilecektir.Hayvanlar üzerinde yapılan çalışmaların ve randomize olmayan insan çalışmalarının ilk raporlarının gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH) agonistlerinin kemoterapi sırasında overyan fonksiyonların korunmasında yararlı etkileri olduğunu göstermesiyle, GnRH agonistleri dördüncü potansiyel fertilite koruma stratejisi olarak önerilmiştir. Ancak bu yöntemin etkinliğini değerlendirmek için kanser hastalarında bugüne kadar yapılan randomize kontrollü çalışmalar çelişkili sonuçlar vermiştir. Bu çalışmaların bazıları GnRH agonistlerinin kemoterapi sonrası overyan fonksiyonunu koruyucu etkileri olduğunu gösterirken, diğerlerinde koruyucu bir etki gözlenmemiştir. Ek olarak, GnRH agonistlerinin over fonksiyonlarını koruduğunu gösteren kanıtlanmış bir moleküler mekanizmanın olmaması, bu strateji ile ilgili yapılacak araştırmalara ağırlık verilmesini gerektirmektedir.Bu tezde, GnRH agonistlerinin kemoterapi kaynaklı over hasarını önlemede etkisi olup olmadığını gösteren in vitro düzeyde kanıtlar elde etmek hedeflenmiştir. Yeterli çalışma yapılmamış olması ve konu ile ilgili moleküler veri eksikliği, bizi GnRH agonisti löprolid asetatın GnRH reseptörü ya da intragonadal antiapoptotik genleri aktivasyonu aracılığı ile DNA hasarını ve foliküler apoptozisi azaltıp azaltmadığını araştırmaya yöneltmiştir. Çalışmamızda bu amaçla, GnRH agonistinin kemoterapi sonrası over fonksiyonunu ve rezervini korumadaki etkisine moleküler kanıt sağlamak için bu çalışmada çeşitli spesifik analizler düzenlenmiştir.Bu tez, sitotoksik kemoterapi ajanları ile birlikte GnRH agonisti löprolid asetat uygulanmasının in vitro şartlarda over hasarını ve folikül kaybını önlemediği ve azaltmadığını gösteren moleküler kanıtlar sağlamaktadır. Bu veriler overlerini kemoterapi kaynaklı hasardan korumak amacıyla GnRH tedavisi kullanmayı seçen genç bir hastaya danışmanlık yapılırken faydalı olabilir. Bulgularımız GnRH agonistinin in vivo'da başka herhangi bir mekanizma ile koruyuculuğu olma ihtimalini elimine etmez.

Recent approaches in anticancer therapy led to increased rate of young cancer survivors; hence it became extremely important to minimize the long-term side effects of cancer treatments. For female cancer patients of childbearing age, the major concern is gonadotoxicity of chemotherapy and radiation which eventually results in premature ovarian failure (POF) and infertility. Premature ovarian failure is also associated with other adverse health-related consequences, including osteoporosis, cardiovascular diseases, sleep disturbance, and sexual dysfunction, which can negatively impact on short- and long-term quality of life. Three fertility preservation strategies are currently available for women prior to cytotoxic chemotherapy/radiation for cancer: cryopreservation of oocyte, embryo and ovarian tissue. But ovarian tissue cryopreservation is considered still experimental due to unknown success rate of this procedure. Even though oocyte or embryo freezing prior to chemotherapy can help women achieve pregnancy, these strategies cannot reverse menopause in the native ovaries. Furthermore, ovarian tissue transplantation carries the risk of re-introducing cancer cells especially in hematological malignancies. Therefore, any drug that preserves ovarian reserve during chemotherapy can potentially sustain normal reproductive life span and obviate the need for gamete freezing prior to chemotherapy. Encouraged by the initial reports of animal studies and non-randomized human trials showing a beneficial effect of GnRH (gonadotropin-releasing hormone) agonists in the preservation of ovarian function during chemotherapy, GnRHas (GnRH agonists) have been proposed as a fourth potential fertility preservation strategy. But randomized controlled trials launched so far to assess the effectiveness of this method have shown contradictory results in cancer patients. Some of these trials demonstrated a protective effect of GnRH agonists in preserving ovarian function after chemotherapy, whereas the others could not. This fact, together with the lack of a proven molecular mechanism of action for ovarian protection with GnRHa places this approach under scrutiny as a fertility preservation strategy. We therefore aimed in this thesis to provide in vitro evidence for-or-against the role of GnRHa in the prevention of chemotherapy induced damage in human ovary. Lack of molecular data in this under-studied issue led us to investigate in this study if GnRH agonist leuprolide acetate decreases DNA damage and follicular apoptosis through either activation of GnRH receptors and upregulation of intragonadal antiapoptotic genes during adjuvant chemotherapy. For this purpose we conducted several specific end-point assays in this study to provide a molecular evidence for-or-against the role of GnRHa in the preservation ovarian function and reserve after chemotherapy. This thesis provides in vitro evidence that the co-administration of GnRH agonist leuprolide acetate with cytotoxic chemotherapy agents does not prevent or ameliorates ovarian damage and follicle loss in vitro. This data can be useful when consulting a young patient who opts to receive GnRH treatment with chemotherapy to protect her ovaries from chemotherapy induced damage. Our findings do not conclusively rule out the possibility that GnRHa may offer protection if any, through some other mechanisms in vivo.