Yağ dokusu kaynaklı Mezenkimal kök hücre Eksozomları ve Alfa Lipoik Asitin in-vitro koşullarda meme kanseri kök hücreleri üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Amaç: Meme kanseri, kadınlarda en sık görülen kanser türüdür ve kansere bağlı ölümlerin başında gelmektedir. Kanser kök hücrelerinin; tümör gelişimi, tedaviye direnç ve tedavi sonrası tümörün tekrarlanmasından sorumlu olan öncü hücreler olduğu anlaşılmasıyla birlikte, güncel araştırmalar kanser kök hücresi hedefli hücresel tedavilere yönelmiştir. Doğal olarak oluşan bir disülfit molekülü olan alfa lipoik asit (ALA); çeşitli kanser hücre dizilerinde hücre proliferasyonu ve apoptoz üzerinde yararlı etkiler sağladığı bildirilen güçlü bir antioksidandır. Mezenkimal Kök Hücreler (MKH) pek çok dokuda bulunan, multipotent özellikte olan bir erişkin kök hücre grubudur. MKH'ler doku rejenerasyonunda olduğu kadar yeni kanser tedavileri için de umut vaad etmektedir. MKH'lerin parakrin etkilerini eksozomlar aracılı olarak yapıldığı bilinmektedir. Eksozomlar çapı genellikle 30-100 nm olan; nükleik asit ve çeşitli proteinleri içeren mikroveziküllerdir. Nanoboyutlu biyo-taşıyıcılar olan eksozomların hedefe yönelik tasarlanabilmesi, kanser tedavilerinde umut vaadetmektedir.Yöntem: İnsan meme tümör dokusundan meme kanseri kök hücresi (MKKH) ve meme yağ dokusundan mezenkimal kök hücre (iYD-MKH) izolasyonu/karakterizasyonu yapıldı. iYD-MKH'ler iki pasaj boyunca ALA ile kültüre edilerek uyarıldı. Ultrasantrifüj yöntemiyle izole edilen iYD-MKH ve iYD-MKHALA eksozomlarının protein tayini yapıldı. Bu çalışmada iki ayrı kanser kök hücre vakası için; ALA eklentisinin, MKH ortak kültürünün ve eksozom içeren direk kültür gruplarının olduğu 9 deney grubu oluşturuldu. Gruplar arasındaki proliferasyon, apoptoz ve migrasyon farklılıkları; kantitatif gerçek zamanlı PCR (Q-PCR), ELİSA, migrasyon deneyi, anneksin V/PI, WST-1 ve immün floresan boyamalar ile ortaya konmuştur.Bulgular: MKKH, iYD-MKH ve eksozom izolasyon ve karakterizasyonları başarıyla gerçekleştirildi. Yapılan analizlerde, ALA'nın MKKH için canlılığı azaltıcı etkisi gözlenmiştir. Sonuçlar: ALA ile zenginleştirilmiş iYD-MKH'lerin eksozomlarının ve ALA'nın MKKH üzerine apoptotik, anti-proliferatif ve anti-metastatik etkileri olduğu saptanmıştır.Anahtar sözcükler: Meme Kanseri, Kanser Kök Hücresi, Mezenkimal Kök Hücre, Alfa Lipoik Asit, Eksozom

Objective: Breast cancer is the most common type of cancer and is one of the leading cancer-related deaths in women. Cancer stem cells; with the recognition that they are the leading tumor cells responsible for tumor development, resistance to treatment, and post-treatment tumor recurrence, recent studies has focused on cancer stem cell-targeted cellular therapies. Alpha lipoic acid (ALA), a naturally occurring disulfide molecule; is a potent antioxidant that has been shown to provide beneficial effects on cell proliferation and apoptosis in a variety of cancer cell lines. Mesenchymal Stem Cells (MSCs) are multipotent adult stem cells and exist on many tissues. MSCs promises hope for novel therapies for tissue degeneration and cancer, as well. It is known that MSCs have paracrine effects through exosomes. Exosomes are usually 30-100 nm in diameter; microvesicles containing nucleic acids and various proteins. Targeted design of exosomes, nano-sized biocarriers is promising in cancer treatments.Method: Isolation and characterization of breast cancer stem cell (BCSC) and mesenchymal stem cell (hAT-MSC) was performed. hAT-MSCs were stimulated by culturing with ALA for two passages. hAT-MSC and hAT-MSCALA exosomes isolated by ultracentrifugation method and protein quantification performed. In this study, total of 9 experimental groups in which in-vitro ALA insertion, mesenchymal stem cell co-culture and exosome-containing direct culture groups were formed for two different cancer stem cell cases. Proliferation, apoptosis and migration differences between groups were investigated by; quantitative real-time PCR (qRT-PCR), ELISA, migration assay, annexin V / PI, WST-1 and immunofluorescence stainings.Results: BCSC, hAT-MSC and exosome isolation and characterization were succesfully performed. In the analysis, viability reducing effect of ALA for MKKH was observed.Conclusions: As a result of the experiments, exosomes of ALA-enriched hAT-MSCs have apoptotic, anti-proliferative and anti-metastatic effects on BCSC.Key words: Breast Cancer, Cancer Stem Cell, Mesenchymal Stem Cell, Alpha Lipoic Acid, Exosome