Temozolomid ve resveratrolün glioma hücrelerindeki stres proteinleri üzerine etkileri

Abstract

Kanser, insan ölümlerine yol açan hastalıklar arasında ilk sıralarda yer almaktadır. Kanser araştırmalarında tümörlerin oluşumuna ait moleküler mekanizmaların anlaşılması açısından in vitro çalışmalar oldukça önemlidir. Beyin kanserleri toplumda az görülen tümörler arasında olmasına rağmen, glioblastoma en sık görülen ve agresif malignant bir beyin tümörüdür. Bu tümör tipleri kemoterapiye karşı oldukça dirençlidir ve hastaların ortalama yaşam süresi, tanıdan sonra en fazla 16 aydır. Stres proteinlerinin (Isı Şoku Proteinleri, HSP) birçok kanser türünde anlatımının arttığı ve kanser tedavisinde kullanılabilecek uygun biyobelirteçler olduğu bilinmektedir. HSP'ler, kanserli hücrenin çoğalması, farklılaşması, yayılması ve ölümü ile yakından ilişkilidir. Ayrıca son yıllarda yayınlanan makalelerde, ısı şoku proteinlerinin kanserde kullanılan bazı ilaçlara karşı oluşan direnç mekanizmasında da rol aldığı saptanmıştır. Bu proteinlerin beyin tümörlerinde de aşırı anlatım yapması, onları önemli hedefler haline getirmiştir. Bu amaçla, kanser tedavisinde kullanılabilecek HSP inhibitörlerinin geliştirilmesi önemli hale gelmiştir. Alkilleyici bir ajan olan temozolomid, glioblastoma tedavisinde kullanılan bir kemoterapi ilacıdır. Beyin tümörü hastalarında yaygın olarak kullanılmasına rağmen, glioblastomanın bu ilaca karşı direnci nedeniyle terapötik etkisi çok sınırlıdır. Doğal bir polifenolik molekül olan resveratrol, antikarsinojenik potansiyele sahiptir ve kanseri önlemede etkili bir bileşiktir. Son yıllarda, doğal bileşikler ile kimyasal ilaçların birlikte kullanıldığı kombine tedavi yöntemlerinin ilaç etkinliğine yönelik olumlu sonuçlar verdiği çalışmalar bulunmaktadır. Bu tez kapsamında, resveratrolün temozolomid ile birlikte kullanımı sonucunda glioblastoma hücrelerinin tedaviye duyarlılığının arttırabileceği hipotezi öne sürülerek, U-87 MG insan glioma hücrelerine uygulanan temozolomid ve resveratrolün moleküler etki mekanizmalarının araştırılması amaçlandı. Yapılan kombine uygulamaların etkinliğini değerlendirmek amacıyla hücre, protein ve DNA düzeyinde in vitro deneyler (sitotoksik, immünolojik, apoptotik ve Comet analizleri ile birlikte hücre içi reaktif oksijen türü, indirgenmiş glutatyon ve protein karbonil düzeyi belirleme çalışmaları) gerçekleştirildi. Bu kapsamlı deneyler sonunda, resveratrolün temozolomid ile kombine şekilde uygulanmasının glioma hücrelerinde HSP'leri baskıladığı ve apoptozu indüklediği gösterildi. Aynı kombinasyon, oksidatif stresin bir göstergesi olarak hücre içi reaktif oksijen türlerinde ve DNA kırıklarında anlamlı bir artışa neden oldu, ancak protein karbonillerinde ve glutatyon düzeylerinde kontrole kıyasla istatiksel olarak anlamlı bir değişim saptanmadı. Sonuç olarak temozolomid ile birlikte uygulanan resveratrol glioma hücrelerinde ilaç etkinliğini arttırdı. Kontrol hücresi olarak kullanılan HEK 293 hücrelerinde ise olumsuz bir etkiyle karşılaşılmadı. Tez kapsamında elde edilen bulgular, TMZ ve RSV kombine tedavi stratejisinin glioma hastalarında daha etkili olabileceğini gösterdi.

Cancer is one of the leading diseases that cause human death. In vitro studies are very important to understand the molecular mechanisms of tumor formation in cancer research. Even though brain tumor is a quite rare in the population, glioblastoma is the most common and aggressive malignant brain tumor. These types of tumors are highly resistant to chemotherapy and the average life expectancy is up to 16 months after diagnosis.Expression of stress proteins (Heat Shock Proteins, HSP) are known to increase in many types of cancer and they are suitable biomarkers for the treatment of cancer. Heat shock proteins are closely associated with cancer cell proliferation, differentiation, metastasis and death. In addition, in recent articles, it was found that heat shock proteins play a role in the mechanism of resistance to certain drugs used in cancer. Overexpression of these proteins in brain tumors has made them major anticancer targets. For this purpose, the development of HSP inhibitors that can be used in cancer treatment has become important.Temozolomide, an alkylating agent, is a chemotherapy drug used to treat glioblastoma. Although it is widely used in patients with brain tumor, because of the resistance of glioblastoma to this drug, its therapeutic effect is very limited. Resveratrol, a natural polyphenolic molecule, has anticarcinogenic potential and is an potent compound to prevent cancer. In recent years, there have been studies that combined treatment methods using natural compounds and chemical drugs show significantly improved results for drug efficacy.In this thesis, it was aimed to investigate the molecular mechanisms of temozolomide and resveratrol applied to U-87 MG human glioma cells by suggesting hypothesis that resveratrol may increase the sensitivity of glioblastoma cells to treatment with temozolomide. In order to evaluate the effectiveness of the combined applications, in vitro experiments were performed at the cell, protein and DNA levels (cytotoxic, immunological apoptotic and Comet analyzes, as well as the determination studies of intracellular reactive oxygen species, reduced glutathione and protein carbonyl levels). At the end of these comprehensive experiments, it was shown that the combined therapy of resveratrol with temozolomide suppressed HSPs and induced apoptosis in glioma cells. The same combination caused a significant increase in DNA breaks and intracellular reactive oxygen species as an indicator of oxidative stress, but no statistically significant change in protein carbonyls and glutathione levels compared to control. In conclusion, resveratrol combined with temozolomide increased drug efficacy in glioma cells. There was no negative effects in HEK 293 cells used as control cells. The findings of the thesis showed that TMZ and RSV combined treatment strategy for glioma patients may be more effective.