Molecular consequences of EMT silencing on pancreas cancer cell lines

Abstract

Pankreas kanseri, hızlıca yayılması ve erken evrelerinde seyrek olarak fark edilmesi iletanınır. Gelişmiş evrelerine kadar hiçbir belirti ve semptom göstermemekle beraber,gelişmiş evrelerinde tümörün alınması neredeyse imkansızdır. Ayrıca bu kanser türüagresifliği ile tanınır. Eğer pankreas kanserinin metastazı durdurulursa, tümörün üstesindengelmek mümkün olacaktır. Buna ilaveten, göç ile beraber ilaç dayanıklılığı da azalırsa bumetot pankreas kanseri için iyi bir tedavi opsiyonu haline gelecektir. Epitelden mezenkimalegeçiş (EMG), metastazı başlatan ve ilaç dayanıklılığına neden olan yolaklardan bir tanesidir.Epitel hücrelerin hareketliliği sınırlıdır. Bu nedenle kendilerini daha hareketli bir hücre türüolan `mezenkimal` hücrelere `EMG` yolaklarını kullanarak dönüştürmeleri gerekmektedir.Bu çalışmada, önemli EMG transkripsyon faktörleri olan `Snail, Slug ve Twist` kısa hairpinteknolojisi ile çeşitli pankreas kanseri adenokarsinom hücre hatları, Panc-1, MIA PaCa-2 ,BxPc-3 ve AsPc-1 hücrelerinde susturulmuştur. Bu susturma sonucu hücrelerin epitelözelliklerini geri kazanarak, daha az hareketli, daha az invazif ve daha az kanser kök hücreözellikleri olan hücrelere dönüştükleri bulunmuştur. Bu olumlu sonuçlar görüldükten sonra,metastatik özelliklere sahip olan AsPc-1 hücreleri seçilip, kemoterapik ajanlara maruzbırakılmış ve ilaç dayanıklılıkları test edilmiştir. EMT susturulan ASPC-1 hücrelerininkontrol grubuna kıyasla kullanılan ilaçlara daha az dayanıklılık gösterdiği görülmüştür.Kombinasyon terapisi (gen terapisi ve küçük molekül inhibitörlerinin beraber kullanımı)kanser tedavisi için gözde bir opsiyon haline gelmektedir. Bu çalışma sırasında gen terapisiile beraber EMG'nin küçük molekül inhibitörleri gen susturmasının etkisinin arttırılması içinkullanılmıştır. EMG susturulmuş AsPc-1 hücreleri, EMT inhibitörü olan SD-208 ve CX-4945 ile muamele edilip, gen tedavi ve küçük molekül inhibitörlerinin kümülatif etkilerinebakılmıştır. Sonuçlar doğrultusunda küçük molekül inhibitörlerinin EMG'nin etkisiniarttırdığı ancak gen tedavinin yerini dolduramayacağı bulunmuştur. Sonuç olarak EMGinhibisyonu tek başına veya küçük molekül inhibitörleri ile beraber, metastazı minimizeetmesi, kanser kök hücre özelliğini azaltması ve ilaç duyarlılığını arttırması sebebiylepankreas kanseri tedavisi için iyi bir adaydır.

Pancreatic cancer is known to spread rapidly and rarely detected in early stages. Not untilquite advanced stages, no signs and symptoms are observed and in advanced stages, it isnearly impossible to remove the tumor. This type of cancer is known to be aggressive andmigrate to different sections of the body quickly. If metastasis of pancreatic cancer could bestopped it would be possible to manage the tumor without searching for additional tumorspread and if this treatment could be combined with drug resistance decrease it could be usedas a good treatment option for pancreas cancer. Epithelial to Mesenchymal Transition (EMT)is counted as one of the possible routes for initiating metastasis and drug resistance.Movement of epithelial cells is limited. Hence it must convert itself into a more motile celltype `mesenchymal` by using EMT pathways. In this study, important EMT transcriptionfactors `Snail, Slug, and Twist` were silenced by short hairpin technology on differentpancreas cancer (adenocarcinoma) cell lines, Panc-1, MIA PaCa-2, BxPc-3, AsPc-1. It wasshown that this silencing causes the cell to turn back into the epithelial stage; being less mobileand invasive, having decreased stem cell characteristics. After these favorable results fromgene silencing, AsPc-1, metastatic pancreas cancer cell line, was subjected tochemotherapeutic agents and drug resistance was evaluated. EMT downregulated AsPc-1cells have shown less resistance to chemotherapeutics compared to the control group.Combinational therapy (both gene therapy and drug induction) is a rising trend for cancer.During this study, together with gene therapy small molecule inhibitors of EMT were usedto enhance the effect of gene downregulation. EMT downregulated AsPc-1 cells were treatedwith two EMT inhibitors, SD-208 and CX-4945, to understand the cumulative effect of genetherapy and small molecule inhibitors on migration and invasion. The results have shownthat it is possible to increase the effect of gene therapy by using chemical support but genetherapy is irreplaceable with small molecule inhibitors alone. Overall it was found thatinhibition of EMT, either by gene therapy alone or with the enhancement by smallmolecules, is a good candidate for the treatment of pancreas cancer since it simultaneouslyminimize metastasis, stem cell properties and drug resistance.