Dirençli meme kanseri hücre hattında folik asit işaretli eksozoma yüklü karboplatinin antikanser etkilerinin araştırılması

Abstract

Üçlü negatif meme kanseri (TNBC), meme kanserinin en agresif alt tiplerinden biridir. TNBC, moleküler olarak östrojen reseptörü (ER), progesteron reseptörü (PR) ve insan epidermal büyüme faktörü reseptörü 2 (HER2) negatifliği ile karakterizedir. Bu nedenle reseptör hedefli tedavilerin TNBC’deki etkinliği kısıtlıdır. Tedavi seçenekleri arasında cerrahi ve radyoterapiye ek olarak sitotoksik ajanlar sıklıkla tercih edilmektedir. TNBC tedavisinde kullanılan kemoterapötikler arasında taksanlar, antrasiklinler, siklofosfamid ve platin türevleri yer almaktadır. Karboplatin, DNA üzerinde zincir içi ve zincirler arası çapraz bağlar oluşturarak DNA replikasyonunu ve transkripsiyonunu engeller, hücre döngüsünü durdurur ve apoptozu indükler. Ancak bu ajanların sağlıklı dokularda oluşturduğu toksisite ve kanser hücrelerinde gelişen ilaç direnci önemli sorunlardır. Bu sorunların aşılması için yeni nesil terapötik yöntemlerin geliştirilmesi elzemdir. Yeni terapötik stratejiler arasında, homotipik eksozomlardan, ilaçların tümör hücrelerine taşınması ve hücre içi ilaç birikiminin artırılması amacıyla yararlanılmaktadır. Ayrıca, başta eksozomlar olmak üzere diğer nano ilaç taşıyıcı sistemlerin kanser hücrelerine özgü olarak hedeflendirilmesi de önemli bir araştırma alanıdır. Bu bağlamda, bazı kanser hücrelerinde yüksek düzeyde eksprese edilen folat reseptörü alfa (FRα/FOLR1) hedeflenmektedir. Bu tez çalışmasında, farklı dozlarda karboplatin yüklenmiş MDA-MB-231 kaynaklı ekstraselüler veziküller folik asitle modifiye edilmiş ve antikanser etkileri değerlendirilmiştir. Antikanser etkinliğin belirlenmesi amacıyla canlılık (MTT), sitotoksisite (LDH), oksidatif hasar (MDA, KAT), mitokondriyal hasar (PINK1, Parkin), inflamasyon (IL-1β, IL-6, IL-10) ve apoptoz (P53, P21, BAX, Bcl-2, Bcl-xL, Kaspaz-3, Kaspaz-9) parametreleri incelenmiştir. Tüm tedavi grupları kontrol grubuyla, FA-EXO-KP grupları ise karşılık gelen karboplatin monoterapi gruplarıyla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, özellikle FA-EXO-KP 5 ve FA-EXO-KP 10 µM gruplarında, karboplatin monoterapisine kıyasla hücre canlılığında yaklaşık %50 daha fazla azalma gözlenmiştir. Oksidatif hasarın da doza bağlı olarak arttığı belirlenmiştir. Apoptotik belirteçlerden elde edilen sonuçlar da doza bağlı artış göstermiş olup, FA-EXO-KP 5 ve 10 µM gruplarının karboplatin monoterapisine göre daha yüksek apoptotik etkinlik sergilediği tespit edilmiştir. Sonuç olarak, FA-EXO-KP kompleksinin MDA-MB-231 hücrelerinde karboplatin monoterapisine kıyasla 72. saatte apoptozu %12–40 oranında daha fazla indüklediği ve L929 hücrelerinde toksik etki göstermediği belirlenmiştir.Triple-negative breast cancer (TNBC) is one of the most aggressive subtypes of breast cancer. TNBC is characterized by molecular negativity to estrogen receptors (ER), progesterone receptors (PR), and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). Therefore, the effectiveness of receptor-targeted therapies in TNBC is limited. Treatment options frequently include surgery and radiotherapy, in addition to cytotoxic agents. Chemotherapeutic agents used in TNBC treatment include taxanes, anthracyclines, cyclophosphamide, and platinum derivatives. Carboplatin inhibits DNA replication and transcription by forming intrastrand and interstrand cross-links on DNA, halting the cell cycle and inducing apoptosis. However, the toxicity these agents cause in healthy tissues and the development of drug resistance in cancer cells are significant problems. Developing next-generation therapeutic methods is essential to overcome these problems. New therapeutic strategies utilize homotypic exosomes for drug transport to tumor cells and to enhance intracellular drug accumulation. Furthermore, the targeted application of other nano-drug delivery systems, primarily exosomes, to specific cancer cells is a significant area of research. In this context, the folate receptor alpha (FRα/FOLR1), which is highly expressed in some cancer cells, is targeted. In this thesis study, extracellular vesicles derived from MDA-MB-231 loaded with different doses of carboplatin were modified with folic acid, and their anticancer effects were evaluated. To determine anticancer efficacy, parameters such as cell viability (MTT), cytotoxicity (LDH), oxidative damage (MDA, KAT), mitochondrial damage (PINK1, Parkin), inflammation (IL-1β, IL-6, IL-10), and apoptosis (P53, P21, BAX, Bcl-2, Bcl-xL, Caspase-3, Caspase-9) were examined. All treatment groups were compared with the control group, and the FA-EXO-KP groups were compared with the corresponding carboplatin monotherapy groups. According to the results, a decrease in cell viability of approximately 50% greater was observed, especially in the FA-EXO-KP 5 and FA-EXO-KP 10 µM groups, compared to carboplatin monotherapy. Oxidative damage was also determined to increase in a dose-dependent manner. Results obtained from apoptotic markers also showed a dose-dependent increase, and it was determined that the FA-EXO-KP 5 and 10 µM groups exhibited higher apoptotic activity compared to carboplatin monotherapy. In conclusion, it was determined that the FA-EXO-KP complex induced apoptosis 12–40% more in MDA-MB-231 cells at 72 hours compared to carboplatin monotherapy and showed no toxic effect in L929 cells.