Endotel hücreleri ve larinks kanseri hücrelerinin karşılıklı konuşmalarının hücre çoğalması, invazyon ve metastaza etkilerinin incelenmesi

Abstract

Baş ve boyun skuamöz hücreli karsinom (BBSHK), halk sağlığı açısından önemli bir sorundur ve dünyadaki en yaygın altıncı kanserdir. Ancak BBSHK'lerinin karsinogenezi hala net olarak ortaya konulamamıştır. Yapılan çalışmalar, kanser hücreleri ve mikroçevresindeki stroma arasındaki etkileşimin, tümör büyümesinde kritik bir faktör olduğunu göstermektedir. Bu nedenle bu çalışmanın amacı larinks kanser hücre hattı HEp-2 ve tümör mikroçevre elemanlarından endotel hücre hattı HUVEC hücreleri arasındaki resiprokal ilişkiyi araştırarak tümörün progresyonunun aydınlatılmasına katkıda bulunmaktır. Bu çalışmada HEp-2 hücrelerinin, HUVEC hücrelerine ve HUVEC hücrelerinin HEp-2 hücrelerine etkileri hücresel düzeyde (morfolojik analiz, proliferasyon, migrasyon, invazyon testleriyle) ve moleküler düzeyde kanser prograsyonunda ilişkili genlerin (CDH2, CLC21, CXCL8, ITGB, MMP2, MMP9, VIM) ekspresyon analiziyle araştırılmıştır. Konfokal mikroskop ile ko-kültürdeki hücrelerin morfolojileri mono-kültürlerine göre kıyaslandı. Mono-kültürde GFP-HEp-2 hücreleri yuvarlağımsı bir formda olup koloni halinde çoğalmayı seçerken; HUVEC ile ko-kültürde ise GFP-HEp-2 hücreleri tek tek çoğalmayı seçmiş ve mekik şekline dönüşmüşlerdir. Proliferasyon için xCELLigence sisteminin 72. saatteki cell indeks sonuçlarına göre, %10 HUVEC-CM (CI: 6,553, p <0,05) ile ko-kültürü yapılan HEp-2 hücreleri, mono-kültür HEp-2 hücreleri (CI:7,299) ile kıyaslandığında daha yavaş bir proliferasyon söz konusudur. %10 HEp-2-CM (CI: 8,342, p> 0,05) ile ko-kültürü yapılan HUVEC hücreleri, mono-kültür HUVEC hücrelerinden (CI: 8,411) daha az çoğalmıştır. HUVEC-CM'de kültüre edilen HEp-2 hücrelerinin, kontrole kıyasla, göç ve hareketlilik için daha fazla kapasiteye sahip olduğu gösterilmiştir. Aynı şekilde HEp2-CM'de kültüre edilen HUVEC hücrelerinin ise kontrole kıyasla, göç ve hareketlilik için daha fazla kapasiteye sahip olduğu gösterilmiştir. İnvazyon deneyleri için HUVEC ile ko-kültürü yapılmış HEp-2 hücreleri (%17,01), mono-kültür HEp-2 hücrelerine (%33,24) kıyasla daha az invazyon yapmıştır (p>0,05). Buna karşılık, HEp-2 ile ko-kültürü yapılmış HUVEC hücreleri (%25.64), monokültür HUVEC hücrelerine (%14,80) kıyasla daha fazla invazyon göstermiştir (p>0,05). Gen ekspresyonu için HEp-2 hücresi ve bunun HUVEC-CM'si ile uzun süreli (U) ve kısa süreli (K) indirekt ko-kültür grupları karşılaştırılmıştır. Buna göre Ko-kültür-U'daki CDH2, ITGB ve MMP2 ekspresyonları (p<0,0001), CCL21 ve CXCL8 ekspresyonları (p<0,01), MMP9 ve VIM ekspresyonları (p<0.05) kontrole kıyasla önemli derecede azalmıştır. Ayrıca, HUVEC hücresi ve bunun HEp-2-CM'si ile uzun süreli ve kısa süreli indirekt ko-kültür grupları karşılaştırılmıştır. Buna göre hem Ko-kültür-U hem de Ko-kültür-K'daki CDH2, CXCL8 ve ITGB ekspresyonları kontrole kıyasla azalırken; hem Ko-kültür-U hem de Ko-kültür-K'daki CCL21, MMP2, MMP9 ve VIM ekspresyonları kontrole kıyasla artmıştır. Sonuç olarak; kanser hücreleri, mikroçevre elemanlarından endotel hücrelerini kanser lehine etkilerken; endotel hücreleri ise, kanser hücrelerinin kısmen agresifliğini azaltmaktadır.

PhD THESIS / KONYA-2019Head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) are major problem in terms of public health and is the sixth most common cancer in the world. However, the carcinogenesis of HNSCC has not been clearly understood. Studies have shown that the interaction between cancer cells and the surrounding stroma is a critical factor in tumor growth. Therefore, the aim of this study is to investigate the reciprocal relationship between endothelial cell line HUVEC cells and the laryngeal cancer cell line HEp-2 due to highlight of contribution of tumor progression. In this study, the mutual effects of HEp-2 cells and HUVEC cells are investigated at the cellular level (morphological analysis, proliferation, migration, invasion tests) and at the molecular level (cancer related genes -CDH2, CLC21, CXCL8, ITGB, MMP2, MMP9, VIM- expressions). The morphology of the cells in the co-culture was compared according to their monocultures by light and confocal microscopes. After co-culture, HEp-2 cells became elongated like a shuttle and spread-out while in mono-culture they were rounded and non-spread (collective) form. According to the results of xCELLigence system, the HEp-2 cells co-cultured with %10 HUVEC-CM (CI:6.553, p<0.05) proliferated slowly in comparison with control HEp-2 cells (CI: 7.299). And also, the HUVEC cells cocultured with %10 HEp-2-CM (CI:8.342, p>0.05) proliferated less than control HUVEC cells (CI:8.411). When compared to controls both HEP-2 cells cultured in HUVEC-CM and HUVEC cells cultured in HEp 2-CM showed a greater capacity for migration and mobility. According to the results of invassion assays, the HEp-2 cells co-cultured with HUVEC (%17.01) in transwell chamber did not show more invasion capacity than HEp-2 cells alone (%33.24, p>0.05). By contrast, HUVEC co-cultured with HEp-2 cells (%25.64) in transwell chamber were observed invading compared with the HUVEC cells alone (%14.80, p>0.05). For gene expression analysis, HEp-2 cells co-cultured with HUVEC-CM in long-term (L) and short-term (S) indirect co-culture groups were compared. Accordingly, CDH2, ITGB and MMP2 expressions (p<0.0001), CCL21 and CXCL8 expressions (p<0.01), MMP9 and VIM expressions (p<0.05) in co-culture-L were significantly reduced compared to control. And HUVEC cell co-cultured with HEp-2-CM in long-term and short-term indirect co-culture groups were compared. According to this result, both CDH2, CXCL8 and ITGB expressions in both coculture-L and co-culture-S decreased compared to control; the expressions of CCL21, MMP2, MMP9 and VIM in both co-culture-L and co-culture-S were increased compared to control. As a conclusion, while cancer cells affect endothelial cells in favor of cancer, endothelial cells partially reduce the aggressiveness of cancer cells.