Küçük Molekül İnhibitörü KAN438757 ve Kurkumin Kombinasyonun Akciğer Kanseri Hücre Hattındaki Anti-neoplastik Etkisinin Deşifre Edilmesi

Abstract

ÖZET: Akciğer kanseri, dünyadaki en yüksek görülme ve ölüm oranlarına sahip, oldukça kötü huylu bir tümör türüdür. Geleneksel akciğer kanseri tedavisinde cerrahi müdahale, radyoterapi ve kemoterapi kullanılmaktadır. Akciğer kanseri hastalarında en fazla etki gösteren tedavi seçeneği kemoterapide belirli süre ve doz sonrası kemo-direnç ortaya çıkarak tedavinin etkinliğini sınırlamaktadır. Kemoterapide ilaç etkinliğini artırmak ve kemo-direnci ortadan kaldırmak için kombinasyon terapi ile güçlü bir yanıt alınmaktadır. Akciğer kanserinde hücre içerisinde enerji gereksiniminin artması ile özellikle glikoz yolağında düzenleyici bir protein PFKFB3’ün ekspresyonunda çok fazla artış görülmektedir. PFKFB3 (iPFK2), günümüze kadar keşfedilen dört PFKFB izoziminden bir tanesidir. PFKFB3, 6-fosfrukructo-2-kinaz / fruktoz-2,6-bifosfataz 3 enzimini kodlayan bir gendir. Tümör hücrelerinde enerji metabolizmasının engellenmesi günümüzde geliştirilmekte olan önemli bir tedavi olarak kabul edilmektedir. Yeni bir PFKFB3 inhibitörü olarak tanımlanan küçük molekül inhibitörü KAN0438757 kanserli hücrelerde DNA hasar yanıt mekanizmasında kritik bir işleve sahip olması nedeniyle hedefe yönelik tedavide etkin bir rol almaktadır. Kurkumin, curcuma longa rizomlarının ana biyoaktif bileşenidir. Kurkumin'in antioksidan ve antikanser aktivite gibi birçok biyolojik işlevi olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmadaki temel amacımız, KAN0438757 ve kurkumin kombinasyonun akciğer kanseri hücre hattı üzerindeki anti-kanser etkisinin araştırılmasıdır. WST-1 testi ile KAN0438757, Kurkuminin hücre canlılıkları ve IC50 degerleri tespit edildi, ayrıca eşzamanlı hücre analiz sitemi (RTCA) kullanılarak KAN0438757 ve kombinasyon grublarının akciger kanseri hücrelerinin profilerasyonlarında düşüşe neden olduğu belirlendi. Hücre göçü testi ile yeni inhibitörün monoterapi etkisi ile kombinasyon etkisinin analiz edildi. DNA hasarı için ise tek hücre jel elektroforezi kullanılarak A549 hücrelerinde dramtik bir DNA hasarının neden olduğu ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca kombinasyonun hücre ölümü ve mitokondriyal membran potansiyel boyama metodları ile morfolojik olarak gösterildi. Son olarak western blotting ile apoptoz belirteçlerinde, KAN0438757 ve kurkumin kombinasyonu akciğer kanseri hücrelerinde hücre ölümünü artırdığı belirlendi.

ABSTRACT: Lung cancer is a highly malignant type of tumor with the highest incidence and death rates in the world. Surgery, radiotherapy and chemotherapy are used in the traditional treatment of lung cancer. The most effective treatment option in lung cancer patients is that chemo-resistance occurs in chemotherapy for a certain period of time and after dose, limiting the effectiveness of the treatment. In chemotherapy, a strong response is obtained with combination therapy to increase drug efficacy and eliminate chemo-resistance. In lung cancer, with the increase in the energy requirement in the cell, there is a great increase in the expression of a regulatory protein PFKFB3, especially in the glucose pathway. PFKFB3 (iPFK2) is one of four PFKFB isozymes discovered to date. PFKFB3 is a gene that encodes the 6-phosphofructo-2-kinase / fructose-2,6-biphosphatase 3 enzyme. Inhibition of energy metabolism in tumor cells is currently accepted as an important treatment under development. The small molecule inhibitor KAN0438757, defined as a new PFKFB3 inhibitor, plays an active role in targeted therapy because it has a critical function in the DNA damage response mechanism in cancer cells. Curcumin is the main bioactive component of the rhizomes of Curcuma longa. Curcumin has been shown to have many biological functions such as antioxidant and anticancer activity. Our main aim in this study is to investigate the anti-cancer effect of the combination of KAN0438757 and curcumin on the lung cancer cell line. Cell viability and IC50 values of KAN0438757, Curcumin was determined by WST-1 test, and it was determined that KAN0438757 and combination groups caused a decrease in the proliferation of lung cancer cells using the simultaneous cell analysis system (RTCA). The combination effect of the new inhibitor with the monotherapy effect was analyzed by cell migration assay. For DNA damage, using single cell gel electrophoresis, it was revealed that a dramatic DNA damage was caused in A549 cells. In addition, the combination was morphologically demonstrated by cell death and mitochondrial membrane potential staining methods. Finally, it was determined that the combination of KAN0438757 and curcumin increased cell death in lung cancer cells in apoptosis markers by western blotting.