Kafeik asit fenetil ester (cape), royal jelly ve kurkumin`in adamts/agrekanaz gen ekspresyonu ve kıkırdak hücre dışı matriksinin yeniden yapılanmasına etkisi

Abstract

ADAMTS (A Distintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin motif) genleri insan vücudunda birçok dokuda yer alarak çeşitli fizyolojik ve patolojik fonksiyonlara katılmaktadırlar. ADAMTS proteinazlar ilk olarak 1997 yılında kaşektik kolon kanserinde enflamasyonla ilişki olarak farelerde tanımlanmıştır.Bu gen ailesinin üyelerinin kan ve doku hastalıkları, kanser, osteoartrit (OA), Alzheimer, Weill-Marchesani Sendromu (ADAMTS10), trombotik trombositopenik purpura (ADAMTS13), Ehler-Danlos Sendromu tip 7C (ADAMTS2) gibi birçok hastalıktaki rolleri keşfedilmiştir. Normal gelişimde, anjiyogenezde, koagülasyonda, artrit progresyonunda ve daha birçok mekanizmada da etkin rollerinin olduğu bilinmektedir. Son yıllarda ADAMTS proteinazların, hücre proliferasyonunda, apoptoziste, ve buna bağlı olarak kanser hücresinin ekstraselüler matriksle (ECM) etkileşiminde fonksiyonları keşfedildi. Ayrıca osteoartrit başta olmak üzere birçok eklem rahatsızlığında bu gen ürünlerinin rolü olduğu iddia edilmektedir.Kafeik asit fenetil ester (CAPE), royal jelly (RJ) ve kurkumin uzun yıllardır alternatif tıp sahasında bazı hastalıklarda kullanılmaktadır. Birçok araştırmada bu bileşiklerin uygun dozlarda hazırlanmış preparatlarının osteoartritte bazı semptomların iyileştirilmesinde kullanıldığına dair veriler vardır. Bu çalışmada eğer varsa bu tür etkilerinin moleküler dayanakları ortaya çıkartılmaya çalışıldı. Bu amaçla bu çalışmada, OUMS-27 kondrosarkoma hücre serisi kültürü kullanılarak Real-time PCR yöntemi ile agrekanaz ADAMTS genlerinden ADAMTS-1, -5 ve -9 genlerinin ekspresyon analizi yapıldı. Bununla bağlantılı olarak CAPE, royal jelly ve kurkumin bileşiklerinin kıkırdak patofizyolojisinde koruyucu rolünün olup olmadığı, daha önceden etkinliği kısmen gösterilmiş BAY 11-7085 molekülü ile karşılaştırılarak, gen düzeyinde araştırıldı.Çalışmanın sonunda elde edilen verilere göre çalışılan 3 adet agrekanaz özellikli enzimin geninin interlökin-1? (IL-1?) verilmesi ile indüksiyonu gerçekleşti. Çalışılan ADAMTS genlerinin ekspresyonunda değişen oranlarda artışlar meydana geldi. ADAMTS/ß-AKTİN oranı göz önüne alındığında, IL-1? verildikten sonra ADAMTS-1 gen ekspresyonunda 2 katlık bir artış gözlendi. ADAMTS-5 gen ekspresyonunda IL-1? verildikten sonra sırasıyla 1.6 kat, 1.3 kat ve 2.7 katlık bir artış gerçekleşti. Aynı deney şartları ADAMTS-9 için sağlandığında IL-1? verilmesi üzerine ADAMTS-9 gen ekspresyonunda 2.5 kat, 2.9 kat ve 4.2 katlık artış tespit edildi. Nükleer faktör-?B (NF-?B) inhibisyonu yapma potansiyeli olan kullandığımız maddeler farklı oranlarda gen ekspresyonundaki bu artışları engelledi. ADAMTS-1 ve -5 genlerinin ekspresyonunu en başarılı şekilde azaltan madde kurkumin olarak bulundu. Bunu sırasıyla CAPE, RJ (özellikle -5 tipinde) ve BAY 11-7085 molekülleri takip etti. ADAMTS-9 geninin ekspresyonu incelendiğinde verilen maddelerin ilk iki gendeki kadar başarılı olamadığı görüldü. Burada ekspresyonu inhibe edici madde olarak en başarılı BAY 11-7085 bulundu, bunu kurkumin ve CAPE izledi.OA patogenezinde önemli bir yer tutan NF-?B yolağının bu yolla inhibe edilme potansiyelinin olması bu maddelerin alternatif olarak kullanılabilecek aday moleküller olabileceğini göstermektedir. Etkinin daha net bir şekilde gösterilebilmesi için normal insan kondrosit hücreleri de dahil olmak üzere farklı hücre serilerinde yapılacak daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır.

ADAMTS (A Distintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin motif) genes are found in several tissues of the body and they participate a number of physiological and pathological functions. They were first characterized in colon carcinoma related with inflammation of rats in 1997.These gene family members have been found to have roles in several diseases such as blood and connective tissue diseases, cancer, osteoarthritis (OA), Alzheimer, Weill-Marchesani Syndrom (ADAMTS-10), thrombocytopenic purpura (ADAMTS-13), and Ehler Danlos syndrom type 7C. It is known that these genes have highly important roles in normal development, angiogenesis, coagulation, arthritis progression, and several other processes and physiological mechanisms. In recent years, ADAMTS proteases have been found to play roles in cellular proliferation, apoptosis, and the interaction between cancer cell and the ECM. Indeed, it has been proposed that the by-products of these genes have roles in OA and several other joint diseases.Caffeic acid phenethyl ester (CAPE), royal jelly (RJ) and curcumin have been used for the treatment of several diseases as alternative medicine remedies. There is considerable data from the researches that these compounds can be used to decrease the symptoms of OA. In this experimental cell study, if any, the molecular bases of the effects of these compounds in OA were aimed to be illuminated. In this study, the gene expression analysis for ADAMTS-1, ADAMTS-5, and ADAMTS-9 were carried out by using Real-time PCR method in OUMS-27 chondrosarcoma cells. In order to see their activities, the protective effects of CAPE, RJ, and curcumin in cartilage pathophysiology were tested in this experiment model by comparing them with BAY 11-7085 which is known to have partial protective effect.According to the results, the enzyme gene that has aggrecanase activity was found to be induced upon interleukin-1? (IL-1?) application. The expression of ADAMTS genes were increased in various rates. In terms of ADAMTS/ß-ACTIN ratio, ADAMTS-1 gene expression was increased by two-fold after IL-1? induction. ADAMTS-5 gene expression was found to be increased by 1.6, 1.3, and 2.7 times, respectively following IL-1? induction. Similarly, ADAMTS-9 gene expression was found to be elevated by 2.5, 2.9, and 4.2 times, respectively. The used compounds that have nuclear factor-kappa B (NF-?B) inhibition potential prevented the elevation of gene expression in different ratios. The most successful inhibitor compound for ADAMTS-1 and -5 was curcumin, followed by the other inhibitors, CAPE, RJ, and BAY 11-7085. However, used compounds were not successful regarding the inhibition of gene expression of ADAMTS-9 compared to other genes. The most successful inhibitor molecule was BAY 11-7085 followed by curcumin and CAPE.The findings that these molecules can inhibit the NF-?B cascade which is very important in OA pathogenesis were interpreted to have an important role as alternative agents. Further studies dealing with other cells such as normal human chondrocyte cells are needed to demonstrate the detailed protective effects of these compounds.