Prostat kanseri hücrelerinde bor bileşiklerinin endoplazmik retikulum (ER) stresine olan etkisinin araştırılması

Abstract

Hücrenin en büyük organeli olan endoplazmik retikulum; protein sentezi ve transportu, protein katlanması, lipid ve steroid sentezi, karbonhidrat metabolizması ve kalsiyum depolanması gibi çok çeşitli roller üstlenmiştir. Hatalı formdaki proteinlerin ER lümeninde birikimi ise, serbest şaperon seviyelerini düşürerek “ER stresi” adı verilen süreci tetiklemektedir. Hücrelerin bu stres ile başa çıkabilmeleri ancak ER’nin protein katlama kapasitesini arttırması ve hatalı katlanan proteinlerin protein yıkım sürecine yönlendirilerek etkisiz hale getirilmesini sağlayan UPR adıyla bilinen yolağın devreye girmesiyle sağlanır. UPR yolağı, ER membranında BiP proteinine bağlı inaktif formda tutulan ve IRE1, ATF6 ve PERK olarak adlandırılan lokalize 3 adet transmembran özellikteki ER sensör proteini aracılığıyla kontrol edilmektedir. eIF2α fosforilasyonu ise hücrelerin strese nasıl yanıt vereceğine karar vermektedir. Orta seviyelerdeki fosforilasyon translasyonu kısa bir süreliğine durdurarak hatalı proteinlerin yeniden düzenlenmesine yol açarken, güçlü seviyedeki fosforilasyon apoptozu tetiklemektedir. Literatürde bor ile ilgili yapılmış olan çalışmalara bakıldığında bor bileşiklerinin prostat kanseri tedavisinde umut vaat eden bileşikler olduğu ancak gerek borik asit gerekse özel sentez bor bileşiklerinin prostat kanseri hücrelerindeki etkisine dair daha fazla çalışmanın yapılması gerekliliği olduğu görülmektedir. Bu tez çalışmasında, LNCaP prostat kanseri hücrelerinde ER stres ajanları kullanılarak, yeni sentez bor bileşiği M7’nin ER stresi-UPR sinyal yolağına olan etkileri ve moleküler hedefleri araştırıldı. Bu çalışma kapsamında M7’nin anti-proliferatif etkileri belirlendikten sonra, QRT-PCR ve Western Blot ile M7 varlığında ve yokluğunda belirlenen sinyal yolağındaki BiP, CHOP, eIF2α ve PERK gibi hedef genlerin ekspresyon değişiklikleri transkripsiyonel ve translasyonel olarak incelendi. Elde edilen veriler ile M7’nin ER stresini tetiklediği ve ayrıca ER stresi ajanları Tunikamisin ve Tapsigargin ile birlikte sinerjik etki gösterdiği belirlendi. Sonuç olarak M7 ile ER stresinin tetiklenerek proliferasyonun inhibe edilmesinin ve aynı zamanda prostat kanseri gelişiminde kritik rol oynayan AR sinyalinin bloke edilmesinin önemli bir terapi seçeneği sunabileceği düşünüldü.

The endoplasmic reticulum, the largest organelle of the cell; It has played a wide variety of roles such as protein synthesis and transport, protein folding, lipid and steroid synthesis, carbohydrate metabolism and calcium storage. Accumulation of proteins in the wrong form in the ER lumen triggers the process called “ER stress” by lowering free chaperone levels.The cells' ability to cope with this stress can only be achieved by increasing the protein folding capacity of the ER and by activating the pathway known as the UPR, which ensures that the misfolded proteins are directed to the protein degradation process and inactivated.The UPR pathway is controlled by 3 transmembrane ER sensor proteins called IRE1, ATF6 and PERK, which are kept in an inactive form bound to the BiP protein in the ER membrane. eIF2α phosphorylation decides how cells respond to stress. Moderate levels of phosphorylation stop translation for a short time, leading to rearrangement of faulty proteins, while strong levels of phosphorylation trigger apoptosis. When the studies on boron in the literature are examined, it is seen that boron compounds are promising compounds in the treatment of prostate cancer, but there is a need for more studies on the effects of boric acid and special synthesis boron compounds on prostate cancer cells. In this thesis, the effects of the new synthesized boron compound M7 on the ER stress-UPR signaling pathway and its molecular targets were investigated by using ER stress agents in LNCaP prostate cancer cells. Within the scope of this study, after determining the anti-proliferative effects of M7, the expression changes of target genes such as BiP, CHOP, eIF2α and PERK in the signal pathway determined in the presence and absence of M7 by QRT-PCR and Western blot were examined transcriptional and translational. With the obtained data, it was determined that M7 triggered ER stress and also showed a synergistic effect with ER stress agents Tunikamycin and Tapsigargin. As a result, it was thought that inhibiting proliferation by triggering ER stress with M7 and at the same time blocking the AR signal, which plays a critical role in the development of prostate cancer, may offer an important therapy option.