Emodin Uygulanan Meme Kanseri Hücre Hatlarının MikroRNA İfade Profili

Proje Özeti

Önerilen projenin amacı, MCF-7 (östrojen reseptörü pozitif) ve MDA-MB-231 (östrojen reseptörü negatif) meme kanseri hücre hatlarına Emodin uygulaması sonrasında farklı ifade edilen mikroRNA’ları belirlemektir.

Emodin (6-metil-1,3,8-trihidroksiantrakinon), bitkilerin Polygonaceae ailesinden ve Türkiye’nin doğusunda da bulunan Rheum türlerinin köklerinden elde edilen, başlıca antrakinon türevlerinden biridir. Emodin eski zamanlardan beri geleneksel Çin tıbbında kullanılan bitkilerde bulunan, ilk olarak laksatif olarak kullanılan ve günümüzde etkilerini çok çeşitli hastalıklarda gösteren bir fitoöstrojendir. Kanser vakalarında ise tümör baskılayıcı, apotoziz indükleyici, proliferasyon, anjiyogenez, metastaz engelleyici etkileri bulunmaktadır. Emodin etkilerini meme, prostat, karaciğer, rahim, akciğer, dil gibi çok çeşitli insan kanseri vakasında göstermektedir. Kanser gelişimi için genel nedenlere ek olarak, meme kanserinin hormona bağlı tümör olduğu ve oluşmasında östrojenin önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Yapısında fenolik halka bulunan bir fitoöstrojen olan emodin östrojen gibi östrojen reseptörüne bağlanabilmekte ve meme kanseri hücrelerine antikarsinojenik özellikler gösterebilmektedir. Emodin antikarsinojenik etkilerini yanlızca östrojen reseptörüne sahip meme kanseri hücre hatlarında değil aynı zamanda östrojen reseptörüne sahip olmayanlarda da göstermektedir. Bundan dolayı çalışmamızda, Emodin’in östrojen reseptörüne sahip olan ve olmayan meme kanseri hücre hatlarındaki etkilerini incelemek amaçlanmıştır.

MikroRNA’lar (miRNA’lar) küçük, protein kodlamayan fonksiyonel RNA’lardır (19-23 nt). MikroRNA’lar, hedef mRNA’lara bağlanırlar ve translasyonu engelleyerek ya da bağlandıkları mRNA’ların yıkımını sağlayarak gen ifadesini regüle ederler. Hücre döngüsü regülasyonu, hücresel diferansiyasyon, metabolizma, enflamasyon, stres cevabı, apoptoz, metastaz gibi hücresel süreçleri kontrol ederler. Önemli sinyal iletim yolaklarına geniş etkilerinden dolayı, mekanizmalarının bozulması, hastalıkların oluşmasına yol açmaktadır. Kanser bu hastalıkların en önemlilerinden biridir çünkü miRNA’lar onkogen ve tümör baskılayıcı olarak görev yapabilirler. Kanserde çoğalan genomik bölgelerde bulunurlarsa onkogen, kromozomlarda silinen bölgelerde bulunurlarsa tümör baskılayıcı işlevini yerine getirirler. MiRNA ifade profilleri genellikle, normal ve hasta dokular arasındaki farklılıkları tanımlamak, belirli hastalıklar için miRNA biyogöstergelerini belirlemek ve terapötik cevaplar aramak için çalışılmaktadır. Bu çalışmada, emodin uygulamasının ardından östrojen reseptörü bulunan ve bulunmayan meme kanseri hücre hatlarındaki gen ifade değişikliğini düzenleyen miRNA’ları belirlemek ve Emodin’in meme kanseri hücre hatlarındaki gen ekspresyonu sonrasındaki moleküler mekanizmasıyla ilgili daha derin bir bilgiye sahip olmak amaçlanmaktadır.

Bu çalışmada, emodin uygulaması sonrasında MCF-7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücre hatlarındaki miRNA ifade profilleri belirlenecektir. Emodin bir fitoöstrojendir ve antiöstrojenik özellikler göstererek östrojen reseptörüne bağlanabilmektedir ve aynı zamanda östrojen reseptörü olmayan meme kanseri hücre hatlarında da antikarsinojenik etkileri bulunmaktadır, bu yüzden östrojen reseptörü olan ve olmayan iki hücre hattını karşılaştırmak tedaviye yönelik araştırmaları geliştirecektir. Mevcut durumda literatürde emodin uygulamasının ardından MCF-7 ve MDA-MB-231 hücre hatlarının miRNA ifade profillerinin karşılaştırılmasıyla ilgili bir çalışma bulunmamaktadır, bu yüzden yeni tedavi stratejileri geliştirmek için Emodin’in bu hücre hatlarının transkripsiyon sonrası mekanizmalarına etkilerinin belirlenmesi yeni bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, miRNA ekspresyon modellerinin belirlenmesi, miRNAların biyolojik fonksiyon ve regülasyonlarının belirlenmesinde önemli bilgiler verecektir.

Daha önceki çalışmamızda (Sakallı, E. Emodin’in MCF-7 ve MDA-231 Hücre Hatlarının Biyolojik Aktiviteleri Üzerindeki Karşılaştırmalı Etkileri; Y.Lisans tezi, ODTÜ), Emodin’in MCF-7 ve MDA-MB-231 hücrelerine bazı biyolojik etkilerini araştırmıştık. Bu çalışmada hücrelere 48 saatlik Emodin uygulamasıyla belirlenen IC₅₀ değerlerine yakın 10 µg/ml emodin konsantrasyonu uygulanarak mikrodizin analizi gerçekleştirmiştik. MCF-7 hücre hattında apoptozun göstergesi olan Bax/Bcl-2 oranındaki artış mikrodizin ile gösterilmiş ve qRT-PCR ile doğrulanmıştı. Mikrodizin analiz sonuçları, Emodin’in, östrojen reseptörü pozitif MCF-7 hücre hattında daha çok olmakla birlikte, her iki hücre hattında da antikarsinojenik özelliklerinin olduğunu ve etkilerini hücre döngüsü regülasyonu, hücre çoğalması, apoptoz, migrasyon gibi hücre süreçlerinde ortaya koyduğunu göstermişti.

Bu çalışmada, önceki mikrodizin analizi ile aynı uygulama koşulları kullanılarak söz konusu hücre hatlarındaki miRNA ifade profilleri analiz edilecektir. Çok sayıdaki miRNA ifade profillerini belirlemek için mikrodizine dayalı miRNA tayini kullanılacaktır. Mikrodizin sonuçları ve miRNA ifade profillerinin entegre analizi, genlerin farklı ifadelerini ve transkripsiyon sonrası regülasyonlarını belirleyerek Emodin’in MCF-7 ve MDA-MB-231 hücre hatlarındaki mekanizmasının daha detaylı anlaşılmasını sağlayacaktır. Bu şekilde, daha iyi bir tedavi yaklaşımı belirleyebilmek için Emodin’in iki meme kanseri hücre hattındaki etkilerini karşılaştırmak mümkün olacaktır.

MiRNA’lar, hücrede neredeyse her biyolojik süreci düzenlerler ve kanser biyolojisinin neredeyse her aşamasında görevleri vardır. MiRNA’lar, kanser teşhis, sınıflandırma, prognoz ve tedavi süreçlerindeki rolleri nedeniyle araştırılmaktadır ve kanser başlangıcını, sürecini ve ileri tedavi yöntemlerini araştırmak için miRNA’ları çalışmak yeni ve popüler bir alandır. Aynı zamanda ilaç uygulamasından önce özel miRNA mekanizmalarını anlamak önemlidir. Emodin uygulaması sonrası, östrojen reseptörü pozitif MCF-7 ve östrojen reseptörü negatif MDA-MB-231 hücre hatlarındaki miRNA profil farklılıklarının gen ifade farklılıklarıyla birlikte araştırılması, Emodin’in bu hücre hatlarındaki moleküler mekanizmasını anlamaya yardımcı olacaktır. Bu entegre analiz, Emodin’in söz konusu hücrelerdeki etkilerini araştırmak için yeni bir yaklaşım olacaktır ve bu yüzden elde edilecek bulguların etki değeri yüksek dergilerde yayınlanma potansiyeli bulunmaktadır. Bu şekilde literatürde bir boşluğu doldurarak yeni tedavi stratejilerinin yaratılmasını da sağlayabilecektir.