Akademik Veri Yönetim Sistemi
BANERJEE S. (Yürütücü), EYLEM C. C., NEMUTLU E.
TÜBİTAK Projesi, 2024 - 2027
Düzensiz metabolizma, kanserin ayırt edici özelliklerinden biri olarak kabul edilmektedir. Karaciğer vücudun metabolik merkezidir; bu nedenle aerobik glikolizde artış gibi metabolik değişiklikler hepatosellüler karsinomda (HCC) sıklıkla görülür. AKR1B10, NADPH'den gelen elektronları kullanarak çok çeşitli substratları indirgeyebilen bir oksidoredüktaz enzimidir. AKR1B10, HCC'nin erken evrelerinde ifade edilir ve kötü prognoz için bir serum biyobelirteci olarak kabul edilir. Bununla birlikte yüksek AKR1B10 ifade eden tümörlerin neden daha kötü prognoz gösterdiği mekanistik olarak bilinmemektedir. Yakın zamanda başarıyla tamamlanan bir TÜBİTAK 1001 projesi (219Z213) kapsamında, HCC hücrelerinde AKR1B10'un ektopik ifadesinin hücre metabolizmasında dikkate değer bir değişikliğe, hücresel enerjide azalmaya ve mitokondri ile sitoplazma arasındaki elektronların taşınmasına aracılık eden metabolitlerin seviyelerinde düşüşe yol açtığını gözlemledik (makale hazırlık aşamasındadır). Özellikle, hedeflenmemiş metabolomiks kullanarak, kontrollere kıyasla AKR1B10'u ifade eden HCC hücrelerinde esansiyel olmayan amino asit serin ve bunun öncüsü 3-fosfogliserat (bir glikoliz ara ürünü) seviyelerinde önemli bir artış gözlemledik.
Serin, anabolik reaksiyonlar veya endojen antioksidanların üretimi için NADPH sağlayan bir karbon (1C) metabolizma yolağı, proteinlere veya nükleik asitlere transfer için metil grubu kaynağı ve pürinlerin sentezi için ara ürünler sağlamak gibi bir dizi farklı yolak için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle serin sentezi veya alımı genellikle farklı kanser türlerinde yukarı yönlü olarak regüle edilir. Ancak AKR1B10'un HCC'de veya başka herhangi bir kanser türünde serin metabolizmasındaki rolü bugüne kadar bildirilmemiştir.
Güçlü ön verilerimize ve dikkatle seçilmiş metodolojimize dayanarak, HCC hücre hatlarında AKR1B10 ifadesinin serin metabolizmasındaki modülasyonunu belirlemek için bu projeyi üç özel araştırma sorusuyla tasarladık:
1. AKR1B10'u ifade eden HCC hücrelerinin hayatta kalması için serin yolağı metabolitleri gerekli midir? Bu soruyu yanıtlamak için HCC hücre hatlarında AKR1B10 ve kontrol hücrelerinde serin biyosentezi için anahtar bir enzimi (PHGDH) susturacağız ve hücre canlılığını değerlendireceğiz. 18O'nun, hücrelerdeki serin moleküllerine doğru akışını belirlemek için stabil 18O izotopu ile zenginleştirilmiş kültür ortamı sağlanarak fluksomik deneyi kullanılacaktır.
2. AKR1B10 ifade eden hücreler artan serin biyosentezinden nasıl faydalanır? Serin yolağı, 1C metabolizmasına, NADPH sentezine ve hücrelerin redoks durumuna katkıda bulunabilir. Glisin ve metiyonin gibi metabolitlere 18O akışını, transsülfürasyon yolağı metabolitlerinin ve 1C metabolizmasında yer alan birkaç enzimin ifadesini belirleneceğiz. Ek olarak, hücre hattı modellerindeki (AKR1B10 ifade eden ve PHGDH susturulmuş veya kontrol) NADP/NADPH ve NAD/NADH oranlarını, ayrıca NADPH mevcudiyetine dayanan endojen antioksidan seviyelerini (GSH/GSSG oranı) belirleyeceğiz.
3. Artmış serin biyosentezi, AKR1B10 ifade eden HCC hücrelerinde ilaç direncine katkıda bulunur mu? AKR1B10, bir dizi kemoterapi ilacını enzimatik olarak indirgeyebilir ve böylece ilaç direncini artırabilir. Bununla birlikte, AKR1B10 üzerinden sinyal yolakları ile ilaç direncinin direncini artırması da mümkündür. AKR1B10 ifadesinin HCC hücrelerinde FDA onaylı ilaç sorafenibe karşı direncini ve AKR1B10 ifade eden hücrelerin serin metabolizması inhibe edildiğinde hücrelerin duyarlılığını araştıracağız.
Bu araştırmadan elde edilen verilerin, HCC'de AKR1B10 ifadesi ile metabolik olarak yeniden düzenlenme konusunda kritik veriler sağlayacağına inanıyoruz. Ek olarak bu veriler, AKR1B10'un erken aşamalardaki ifadesinin HCC'de kötü prognozla ilişkisini mekanistik olarak açıklayabilir.