Investigation of the effects of 2-hydroxyglutarate oncometabolite on colon cancer metabolism on cell models generated by CRISPR/Cas9-based gene therapy and in vivo models

Normal konsantrasyonu oldukça düşük olan D-2-hidroksiglutarat (2-HG), yüksek seviyede üretilerek karsinogenez sürecine katılmaktadır. Bu oncometabolit yabanıl tip veya mutant IDH enzimlerine ek olarak, hücre tipine özgü çeşitli enzimler tarafından üretilmektedir. Bu tezin amacı, 2-HG üretim yolaklarını ve bu onkometabolitin kolon kanseri metabolizmasındaki etkisini incelemektir. İlk olarak, TCA ve Cori döngüsü, glutaminoliz ve Glikolizde rol alan bazı metabolitlerin konsantrasyonları hücre hatları ve ksenograft modellerde belirlenmiştir. D-2HG düzeyi kolon adenokarsinom hücre hatlarında (Caco-2 ve SW620) önemli ölçüde yükselirken, kolon epitel hücre hattında (CCD-18Co) tespit edilememiştir. SW620 hücrelerinde IDH1/2 genlerinde mutasyon olmadığı belirlenmiştir. Sonraki adımda, D-2HG üretimi yabanıl tip IDH1 enziminin susturulduğu hücrelerde (IDH1 KO) kontrole kıyasla yaklaşık olarak 2.5 kat azalmıştır, fakat üretim devam etmiştir. L/D-2HG üretiminde rol alan MDH2 enziminin mRNA seviyesi IDH1 KO hücrelerde anlamlı seviyede artmıştır. MDH ve LDHA enzim inhibitörleri ayrı ayrı uygulandıktan sonra D-2HG seviyesi belirlenememiştir. Hasta kaynaklı ksenograft modeller (PDX) ile yapılan çalışmalarda da benzer bulgular elde edilmiştir. Son olarak, mutant IDH1 enziminin D-2HG üretimindeki etkisini incelemek için R132H mutasyonu CRISPR/Cas9 yöntemi kullanılarak oluşturulmuştur ve D-2HG seviyesinin değişmediği görülmüştür. Sonuç olarak, D-2HG'nin üretim yolağı belirlenmiş ve bu onkometabolitin üretimi durdurularak kolon kanserine yönelik yeni bir terapötik yaklaşım sağlanmıştır.