Borik asitin medüller tiroid kanseri hücrelerinde invazyon, migrasyon, proliferasyon, apoptozis, hücre döngüsü ve mirna`lar üzerine etkileri

Abstract

Medüller tiroid kanseri, tüm tiroid kanserlerinin %5-22'ni oluşturan, tiroidin parafoleküler c hücrelerinden gelişen, nöral krest kökenli oldukça agresif ve kemoterapötiklere dirençli bir kanser türüdür. Medüller tiroid kanseri de dahil olmak üzere kanser, giderek artan insidansı, yeni geliştirilen tanı ve tedavi yöntemlerine rağmen ölüm nedenleri arasında yükselen sırasıyla önemli bir halk sağlığı sorunudur. Son yıllarda, kanser tedavisinde kullanılan mevcut ajanlara alternatif olarak yeni biyolojik, kimyasal ya da doğal bileşiklerin test edilmesi popüler araştırma konuları arasında yer almaktadır. Bu bileşiklerden bir tanesi olan Bor elementi kökenli borik asitin anti-kanserojen, anti-inflamatuar, anti-osteoporotik, anti-oksidan etkileri olduğu yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. Bu çalışmanın amacı, borik asitin TT medüller tiroid kanseri hücre hattında hücre proliferasyonuna, invazyonuna, migrasyonuna ve koloni oluşumuna ve hücre döngüsü ve apoptoz mekanizmaları üzerine etkisinin ve terapötik etkinliğinin in vitro olarak belirlenmesidir. Borik asitin hücre canlılığı üzerine etkisi ve %50 letal doz tespiti için XTT yöntemi kullanılmış ve IC50 dozu 48.saatte 35 μM olarak bulunmuştur. Hücre döngüsü ve apoptoz ile ilişkili genlerin ve proteinlerin ve belirlenen miRNA'ların borik asit ilavesi altındaki değişimlerini incelemek amacıyla Gerçek Zamanlı PZR testi kullanılmıştır ve hücre döngüsünde yer alan proliferasyon ile ilişkili genlerden SiklinD1, SiklinE, CDK4 ve CDK6'nın ekspresyonlarının azaldığı, apoptozisde görevli Kaspaz-3, kaspaz-9, Bax, NOXA ve APAF-1 gibi apoptozisi indükleyen genlerin ve proteinlerin ekspresyonlarının arttığı, Bcl-2 ve Bcl-x gibi anti-apoptotik genlerin ekspresyonlarının azaldığı saptanmıştır. Ayrıca medüller tiroid kanserinde, kanser agresifiliği ve kötü prognozla ilişkili miR-21'in anlamlı şekilde azaldığı tespit edilmiştir. Tunel testi kullanılarak doz grubu hücrelerinde apoptozis oranı %14 olarak tespit edilmiştir. Matrigel invazyon testi ile doz grubunda invazyonun %30,8 azaldığı, koloni oluşum testi ile de yine doz grubunda koloni oluşumunun %67,9 azaldığı saptanmıştır. Wound healing testi kullanılarak migrasyonun azaldığı ve comet assay testi ile borik asit ile muamele sonrası DNA kırıklarının arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, çalışma sonucu elde edilen veriler ışığında, borik asitin medüller tiroid kanseri ve benzer mekanizmalar ile gelişen diğer kanser türlerinde potansiyel bir anti-kanser ajan olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu konuda daha fazla in vitro ve in vivo çalışmaya ihtiyaç vardır.Anahtar kelimeler: Medüller tiroid kanseri, Borik asit, Apoptoz, Hücre Döngüsü, miRNA

Medullary thyroid cancer, which makes up 5-22% of all thyroid cancers, is a highly aggressive and chemotherapeutically resistant cancer originating from parafollicular C cells of the thyroid. Cancer, including medullary thyroid cancer, is a major public health problem, rising among the causes of death despite its increasing incidence, and newly developed diagnostic and therapeutic methods. In recent years, testing of new biological, chemical or natural compounds as an alternative to existing agents used in cancer treatment has been a popular research topic. One of these compounds is boric acid originating from the element boron, and studies have shown that it has anti-carcinogenic, anti-osteoporotic and anti-oxidant effects. The aim of this study is to determine the therapeutic effects of boric acid on cell proliferation, invasion, migration colony formation, cell cycle and apoptosis mechanisms in TT medullary thyroid cancer cell line under in vitro conditions. In order to determine the effect of boric acid on cell viability and 50% lethal dose, the XTT method was employed and IC50 dose was found to be 35 μM at 48th hour. Real-time PCR test was used to investigate changes in cell cycle and apoptosis-related genes and proteins and identified miRNAs under the addition of boric acid. According to the Real-time PCR results, it was found that boric acid causes cell cycle arrest by downregulating of CylinD1, CylinE, CDK4, CDK6. Boric acid also induces apoptosis by inhibiting of Bcl-2 and Bcl-x and activating of Bax, caspase-9, caspase-3, NOXA and APAF-1 gene expressions. In addition, miR-21 was significantly reduced in medullary thyroid cancer which is associated with cancer aggressiveness and poor prognosis. Using the Tunnel test, the apoptosis rate in the dose group cells was found as 14%. Matrigel invasion test showed a 30.8% decrease in invasion in the dose group and colony formation test decreased 67.9% in the dose group. Using Wound healing assay, it has been found that migration was reduced and the Comet assay has shown that DNA fractures increased after treatment with boric acid. In conclusion, the findings of this study have shown that boric acid can be used as a potential anticancer agent in medullary thyroid cancer and other cancers caused by similar mechanisms. Further in vitro and in vivo studies are needed.Key words: Medullary thyroid cancer, Boric acid, Apoptosis, Cell Cycle, miRNA