Farklı meme kanseri hücre hatlarından elde edilen eksozomların mezenkimal ve stromal hücreler üzerine etkisi

Abstract

Kanser hücrelerinin büyüme ve çoğalma özellikleri vücut hücreleri ile karşılaştırıldığında farklı karakterler göstermektedirler. Bu hücrelerin kolayca çoğalabilmesi ve tümörü oluşturup vücudun diğer doku ve organlarına göç edebilmesi çeşitli faktörler aracılığıyla gerçekleşmektedir. Bu süreçte, hücreler arası iletişimde ve proteinler ile diğer moleküllerin hücreler arasında taşınmasında rol oynayan plazma membran parçaları olan eksozomların rol aldıkları düşünülmektedir. Bu çalışmada farklı meme kanser hücrelerinden elde edilen eksozomların stromal hücreler ve kemik iliği mezenkimal kök hücreler (Kİ-MKH) üzerine olan etkilerinin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. Bu hedefe yönelik; meme kanseri hücre dizilerinden MCF-7 ve MDA-MB-231 Kİ-MKH ile malign ve sağlıklı meme dokusundan izole edilen stromal hücreler (MMSH ve SMSH) kullanılmıştır. Kİ-MKH ve stromal hücreler beş hücrenin eksozomları ile ortak mikroçevrede büyütülmüştür. Hücrelerin çoğalma özelliği WST-1 yöntemi ve Gerçek-Zamanlı hücre izleme cihazı ile incelenmiştir. Epitel hücre karakterini belirleyebilmek için hücrelere E-cadherin ile immün boyama yapılmış, E-cadherin, COX2, ERBB2 ve CK8 gen ifadeleri için Real Time PCR analizi yapılmıştır.MCF-7, MDA-MB231 ve MMSH kaynaklı eksozomlar ile ortak kültüre edilen SMSH sayılarında kontrollere oranla belirgin artış saptanmıştır. Bu hücre çoğalma düzeyi MMSH kaynaklı ekzosomlar ile ortak kültüre edilen hücrelerde belirgin olarak daha fazla artmıştı. Bir kanserleşme belirteci olan mezenkimden epitele dönüşümü saptamak amacıyla gerçekleştirdiğimiz E-cadherin ile immün boyama örneklerinde pozitif reaksiyonlar tespit edilmiştir. Buna karşın, Kİ-MKH'lerin aynı eksozomlar ile ortak kültür sonrasında çoğalmadıkları tespit edilmiştir. İmmün boyamalarda da belirgin bir reaksiyon gözlemlenmemiştir.Sonuç olarak, MMSH kaynaklı eksozomların SMSH'leri üzerinde hücre çoğalım ve epitele dönüşüm potansiyelinde arttırıcı etkileri tümör çevre dokularının en az primer kanser odağı kadar kanserleşme ve invazyonda rolü olabileceğini düşündürmüştür. Ayrıca, primer kanser hücrelerinin de salgıladıklar eksozomlar aracılığıyla SMSH'ler üzerinde kanserleştirme yönünde etkileri nedeniyle tümör çevre dokularının primer kanser hücrelerinden etkilendiği anlaşılmaktadır. Kanser tedavisinde primer odağın yanında çevre dokularında hedefler arasına alınması düşünülmelidir.

Cancer cells has the capacity for unlimited proliferation, tumor formation and migration into tissues and organs under the influence of a variety of factors compared to the stromal cells. In the sustaining of these processes requiring both the intra-cellular communication and transport of cellular proteins and small molecules, the particles of plasma membrane (exosomes) are considered to play a crucial role. In this study, we aimed to observe the effects of different exosomes obtained from breast cancer cell lines on bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) and stromal cells. For this purpose, breast cancer cell lines (MCF-7 and MDA-MB-231), human BM-MSCs and stromal cells isolated from both malignant and healthy breast tissue (MBSC and HBSC) were cultured. BM-MSCs and stromal cells were incubated separately in the microenvironment supplemented with exosomes of five cells mentioned above. After then, the proliferation of cells were determined and monitored. Cells were stained with E-cadherin which is used to determine the transformation from mesenchyme to epithelia, after incubation with exosomes.The number of HBSCs significantly increased after the co-culture with exosomes compared to controls. This effect on cell proliferation was estimated more significantly in MBSC exosomes co-cultured cells. E-cadherin, was detected by immunostaining in this HBSCs' samples with positive reactions. On the other hand, BM-MSCs showed also an increased proliferation rate and E-cadherin staining with lesser extent. The exosomes of MBSC had the most significant effect on HBSCs. It can be concluded that the transformation potential of these malign cells had the remarkable impact on the tumor developement by promoting mesenchyme-epithelial transition. This event was shown to be derived partially by the exosomes secreted from the malign cells, and all the secreted components of the malign cells has the potential to affect their microenvironment directing to cancer-like processes. According to these data, the components in the tumor microenvironment, should be also focused in the treatment of cancer as well as the primary cells.