Kanser tedavisinde kullanılan kimyasal ajanlara karşı dirençte rol oynayan genomik dengesizliklerin belirlenmesi

Abstract

ÖZET Kanser tedavisinde karşılaşılan en önemli problem, ilaca veya çoklu ilaca karşı direnç gelişimidir, kendiliğinden var olan veya indüklenen direnç gelişiminde; çeşitli hücresel organizasyon düzeyleri açısından farklı bileşkelerin rolü vardır. Kanser hücrelerinde gelişen dirençte en baskın faktör» parçasal veya bütün kromozom sayısının farklılaşması (aneuploidi) ile gözlenen genomik içerikteki değişmedir. Hücresel direnç faktörü olarak aneuploidinin rolünü araştırmak amacıyla, meme kanseri hücre hattı MDA-MB-468 ve kolon kanseri hücre hattı SW-480 in vitro model sistem olarak kullanıldı. Bu çalışmada gemsitabin, paklitaksel ve vinorelbin kimyasal ajanlar olarak kullanıldı. Yukarıdaki ajanların kronik dozlarda uygulanmaları, beklenen sağ kalım seçilim baskısını oluşturma yerine sitosidal etki göstermiştir. Dengesiz genomik yeniden düzenlemeyi indüklemek ve sitotoksik ajanlara karşı dirençte fenotipik farklılığı oluşturmak amacıyla» hücreler, iyonize gama radyasyona maruz bırakıldı. Sağ kalan hücre fraksiyonlarının genomik dengesizlikleri karşılaştırmalı genomik hibridizasyonla (CGH) belirlendi. Daha önceden uygulanan dozlardaki kimyasallar hücrelere verildiğinde, 8 Gy radyasyon maruziyeti sonrasında sağ kalan SW480 hücrelerinde (S8) gemsitabin seçici baskısı ile sağ kalan hücre fraksiyonu elde edildi. Bu hücrelerin genomu gemsitabine maruz kalmamış eşleniği ile CGH analizinde karşılaştırıldığında; lq43 ve 3p25 bölgelerindeki kopya sayısı artışı, 6q25 bölgesindeki kopya sayısı azalışı, Ilpl4-pl5.4 ve 1 lq23.3 bantlanndaki kopya sayısı azalışları, bütün bir 17. kromozom kaybı gözlendi. Bu genomik bölgelerin, gemsitabin seçici baskısı karşısında sağ kalım avantajı sağlamada önemli olabileceği düşünüldü. Bu çalışma ile, kanser hücrelerinin genomundaki büyük parçasal değişimlerin, seçilime uygun fenotipik çeşitlilik yaratarak, kemodirençte önemli olabileceği fikri öne sürülmüştür.

ABSTRACT Acquisition of drag- and multi-drug resistance is the most important obstacle in cancer chemotherapy. Spontaneous or induced emergence of resistance has various components in terms of different cellular organization levels. One of the prominent factors is the gross changes in the genomic content of the cancer cell as a partial or whole chromosome number (i.e. aneuploidy). To investigate the role of aneuploidy as causative cellular resistance factor, breast cancer MDA-MB-468 and colon cancer SW480 cell lines were used as the model in vitro systems. The cytotoxic chemicals used in this study included gemcitabine, paclitaxel, vinorelbine. The chronic treatment of cells with the above-mentioned cytotoxic chemicals and corresponding doses had a complete cytocidal effect rather than an expected selectable surviving fraction. To induce unbalanced genomic reassortments and thus obtain phenotypic diversity in terms of cellular response to cytotoxic agents, cells were exposed to ionizing gamma irradiation. CGH analysis has revalued induced genomic imbalances. Then, the same doses of the chemicals were applied to the irradiated cells. The SW480 cells irradiated with the dose of 8 Gy (S8) selected against gemcitabine. The surviving fraction of S8Gem cells were analyzed by CGH comparing the genomic DNA of S8 cells. There were copy number gains in lq43 and 3q25 regions and losses in 6q25, 1 Ipl4-pl5.4, 1 lq23.3 regions, and loss of whole copy of chromosomel7. These genomic regions may be important in the cell survival under gemcitabine selective pressure. This study has suggested that gross segmental changes in genomes of cancer cells render selectable phenotypic diversity observed as the emergence of chemoresistance.