Baş ve boyun kanserlerinde kök hücre izolasyonu karakterizasyonu ve microarray analizi ile gen ekspresyon profillerinin belirlenmesi

Abstract

Kanser, günümüzde karşılaşılan en önemli sağlık sorunlarından biridir. Tanı ve tedavi imkanlarının gelişmesiyle her geçen yıl daha fazla kanser vakası teşhis edilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü'nün verilerine göre, 2008'de Dünya'da toplam 12 milyon kişiye kanser tanısı konulurken, 2030 yılında bu sayının 26 milyonu aşacağı tahmin edilmektedir. Kanser, kalp ve damar hastalıklarından sonra 2. ölüm sebebidir.Tıpta yaşanan son gelişmelere rağmen, baş ve boyun kanseri hastalarının tedavilerinde ve sağkalım oranlarında önemli bir artış olmamıştır. Tümörün agresif yapısı ve metastaz yeteneğinin yanısıra kullanılan mevcut tedavilerin yetersizliğidebu durumun nedenleri arasındadır. Bu nedenle daha etkili ve daha az toksik yaklaşımlar geliştirmek amacıyla, bu hastalığın biyolojisinin daha iyi bilinmesi büyük önem arz etmektedir.Kök hücrelerin kendini yenileme mekanizmalarında meydana gelen bozukluklar, kanser kök hücre oluşumuna sebep olmaktadır. Bu hücreler mevcut kanser tedavilerine direnç göstermektedir. Kanser kök hücrelerinin ve kanser hücrelerinin tümör ve metastaz oluşturma yeteneklerinin farklı olması, hücre yolaklarınında farklı olduğuna işaret etmektedir.Kemoradyoterapi, hızla bölünen kanser hücrelerinin çoğunluğunu öldürüyorolsa da, daha az sayıda bulunan ve seyrek hücre döngüsüne sahip kanser kök hücrelerine etkili olamamaktadır. Prince ve arkadaşları 2007 yılında ilk kez, baş ve boyun kanseri kök hücrelerinin varlığını bildirmişlerdir. Fare xenografi modeli üzerinde yaptıkları araştırmada, az sayıda CD44+ olan hücrelerin tümör oluşumunu başlattığı, CD44- olan çok daha yüksek orandaki hücrelerin ise tümör oluşturmadığı görülmüştür. Aynı grup baş ve boyun kanser kök hücrelerine özgü Aldehitdehidrogenaz (ALDH) biomarkırını tanımlayıp düşük ve yüksek ALDH aktivitesine sahip hücreleri izole ederek, yüksek ALDH oranına sahip hücrelerin son derece tümörijenik olduğunu göstermişlerdir.Bu bilgilerden yola çıkarak bu çalışmada, baş ve boyun kanserine ait UT-SCC-74A ve UT-SCC-74B hücre hatlarında ALDH biomarkırı kullanılarak kanser kök hücresi ve kanser hücresi izolasyonu yapılmıştır. İzole edilen hücrelerin validasyonu morfolojik olarak, immünofloresan ve markır genlerin ekspresyonuna bakılarak kontrol edilmiştir. Ayrıca izole edilen hücrelerden, RNA izole edilerek microarray yöntemi ile baş ve boyun kanserleri kanser kök hücrelerinde ekspresyonu artan ve azalan genler belirlenmiştir.

Cancer is one of the most important health problems of our day. With eachpassing year, alongside developments in diagnosis and treatment, the number of diagnosed cases of cancer steadily increases. According to data from the World Health Organization, in the year 2008 a total of 12 million cancer diagnoses worldwide were given and it was estimated that in the year 2030 this number will increase to 26 million. Behind heart disease, cancer is the second highest cause of death in the developed world.Despite recent developments in medicine, there has not been a significant increase in the cure rate or survival rate for head and neck cancer. One of the reasons why current therapies remain insufficient is the aggressive nature of tumors and their metastatic capacity. Therefore, there is an urgent need for a bettern understanding of the biology of this disease in order to develop more effective and less toxic treament modailities.Defects in the self-renewal mechanisms of stem-cells is one of the causes of the development of cancer stem cells. These cells are resistant to available cancer treatments. As primary tumor cells, metastatic tumor cells and cancer stem cells have different characteristics, their cellular pathways should also be different from one another.While chemoradiotherapy is able to kill the majority of rapidly dividing cancer cells, the slowly cycling and rare cancer stem cells are remain unaffected. In 2007, Prince et al. showed for the first time the existence of cancer stem cells in head and neck cancer. In their study, using mouse xenograft model, they showed that the rare CD44+ cells initiated tumor growth when transplanted into mice, while the majority CD44- cells did not initiate tumor growth. The same group identified aldehyde dehydrogenase (ALDH) as a head and neck cancer stem-cell marker. They isolated cells with low and high ALDH activity and showed that the cells with high ALDH activity were highly tumorigenic.With these results in mind, in this study, cancer stem-cells were isolated from head and neck cancer cell lines UT-SCC 74A and UT-SCC 74B using ALDH as a biomarker. The stemness of the isolated cells was validated by morphology, immunofluorescence and stem-cell marker gene expression analysis. Furthermore, RNA was collected from the isolated stem cells and then, using microarray, upregulated and downregulated genes were identified.