Antosiyaninin kolorektal kanserin biyolojik davranışı üzerine etkisi

Abstract

Cerrahi operasyon, radyoterapi ve kemoterapi kolorektal kanserin standart tedavi yöntemlerindendir. Bu tedavi yöntemleri kanserin türüne, evresine, moleküler karakteristiğine ve hastanın durumuna göre tek veya kombinasyon şeklinde uygulanabilir. Kemoterapötik tedaviler sitotoksik ajanlar ve biyolojik ajanlar olarak sınıflandırılıp hücre proliferasyonunu, apoptozu veya metastazı gibi çeşitli biyolojik ve biyokimyasal yolları hedeflerler. Fakat kanser hastaları uygulanan bu tedaviye karşı direnç gösterebilirler. ATP-bağlayıcı kaset proteinleri gibi taşıyıcı proteinlerin ekspresyonundaki artış, DNA tamir mekanizmalarının artışı, apoptozun inhibisyonu ve EMT'nin artışı tedaviye karşı gelişen ilaç direncinin başlıca sebepleri arasında gösterilebilir. Literatürde çok az çalışma kolorektal kanserde, artan ROS miktarının EMT'yi indükleyerek hücrenin ilaca karşı direnç geliştirdiğini göstermiştir.Bu çalışmanın amacı HCT-116 kolorektal kanseri hücre hattında oksaliplatine karşı oluşan kemoterapötik direncin sebep olduğu ROS artışının EMT oluşum sürecindeki etkisinin anti-oksidan ve anti-kanser özelliklere sahip olan siyanidin-3-O-glikozit (C3G) tarafından inhibisyonunun araştırılmasıdır.İlaç direnci geliştirme deneyi için hücreler oksaliplatine artan dozlarda maruz bırakıldı. Hücrelerin uygulanan dozda proliferasyon hızının ölüm hızından yüksek olduğu dozda direnç geliştirme deneyi sonlandırıldı. Dirençli hücrelerde artan ROS miktarı ROS Detection Assay Kit ile, EMT biyobelirteçleri qRT-PCR yöntemi ve immunofloresans boyama yöntemiyle, migratif özellikleri yara iyileşmesi yöntemiyle ve dirençli hücrede ilaca karşı azalan hassasiyet ise WST-1 proliferasyon ajanı ile belirlenmiştir.Oksaliplatin direnci geliştirildikten sonra HCT-116 ve HCT-116-ROx arasında ilaç direncinin geliştiğini kanıtlamak amacıyla karakterizasyon deneyleri yapıldı. Dirençli hücrenin migratif özelliği, vimentin ve N-kaderin miktarları parent hücreden daha fazla bulundu. Hücre içi ROS miktarı hem dirençli hem de C3G ile muamele edilen dirençli hücrelerde azalmıştır. Aynı zamanda dirençli hücrelerin oksaliplatine olan hassasiyeti azalmıştır. Deney aşamasında C3G ile muamele edilen dirençli hücrelerin migratif özelliği azalmış, epitelyal biyobelirteci olan E-kaderin miktarı artmış, vimentin ile N-kaderin miktarı azalmıştır. Sonuç olarak, oksaliplatin ilacına karşı gelişen ilaç direnci ROS ile doğrudan ilişkili olmadan EMT yolağı üzerinden gelişebileceği gösterilmiştir. Aynı zamanda C3G'nin EMT sürecini tersine çevirerek ilaç direnci oluşmasını engelleyebilecek bir molekül olarak kullanılabilirliği araştırıldı.

Surgery, radiotherapy, and chemotherapy are standard treatment methods for colorectal cancer. These treatment methods can be applied alone or in combination depending on the type, stage, molecular characteristics of the cancer and the patient's condition. Chemotherapeutic treatments are classified as cytotoxic agents and biologic agents. Thus, they target various biological and biochemical pathways such as cell proliferation, apoptosis or metastasis. However, cancer patients may show resistance to this treatment. Increase in the expression of carrier proteins such as ATP-binding cassette proteins, increase in DNA repair mechanisms, inhibition of apoptosis and increase in EMT can be shown among the main causes of drug resistance to treatment. Few studies in the literature have shown that in colorectal cancer, the increased amount of ROS induces EMT, and the cell develops drug resistance.The aim of this study is to investigate the inhibition of the effect of the increase in ROS caused by the chemotherapeutic resistance to oxaliplatin in the colorectal cancer HCT-116 cell line on the EMT formation process by cyanidin-3-O-glycoside, which has anti-oxidant and anti-cancer properties.For the drug resistance development assay, cells were exposed to increasing doses of oxaliplatin. The resistance development experiment was terminated at the dose where the proliferation rate of the cells was higher than the death rate at the applied dose. The increased amount of ROS in resistant cells was determined by ROS Detection Assay Kit, EMT biomarkers were determined by qRT-PCR method and immunofluorescence staining method, their migratory properties were determined by wound healing method, and decreased sensitivity to the drug in resistant cells was determined by WST-1 proliferation agent.After the development of oxaliplatin resistance, characterization experiments were performed to prove that drug resistance developed between HCT-116 and HCT-116-ROx. The migratory feature of the resistant cell, vimentin and N-cadherin amounts were found to be higher than the parent cell. The amount of intracellular ROS was decreased in both resistant and C3G-treated resistant cells. At the same time, the sensitivity of resistant cells to oxaliplatin is decreased. In the experimental phase, the migration feature of resistant cells treated with C3G decreased, the amount of epithelial biomarker E-cadherin increased, and the amount of vimentin and N-cadherin decreased.In conclusion, we showed that drug resistance against oxaliplatin can develop via the EMT pathway without being directly related to ROS. We also demonstrated the usability of C3G as a molecule that can prevent drug resistance by reversing the EMT process.