Baş ve boyun kanser hücrelerinin hipoksik mikroçevresinde HIF-1a ile ilişkili mitokondriyal glukoz metabolizmasının rolünün incelenmesi

Giriş: Son derece agresif bir malign tümör olan oral skuamöz hücreli karsinom, baş ve boyun kanserlerinin bir alt türüdür ve dünya çapında 6.sırada yer almaktadır. Oral kanserlerin tedavisinde kullanılan temel tedavi yöntemleri cerrahi, radyoterapi ve/veya kemoterapidir. İlaçların yeniden konumlandırması FDA-onaylı mevcut ilaçların, başta kanser olmak üzere farklı hastalıkların tedavisindeki potansiyel etkilerini belirlemek amacıyla kullanılan bir ilaç tasarım yöntemidir. Bu kapsamda Tip 2 diyabet tedavisinde kullanılan Metformin ve laktik asidoz tedavisinde kullanılan Dikloroasetat, FDA onaylı metabolik ajanlardır ve tümör metabolizması üzerindeki etkileri nedeniyle kanser tedavisinde kullanılabilecek potansiyele sahiplerdir. Amaç: Bu çalışmanın amacı; oral skuamöz hücreli karsinom hücre hattında (UPCI-SCC-131) Metformin ve Dikloroasetat'ın hücre canlılığı, HIF-1α and PDK-1 ekspresyonları ve mitokondiyal metabolizma üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Yöntem: İlk olarak, UPCI-SCC-131 hücreleri normoksik (%20 O2, 37ﹾ) ve hipoksik koşullar (%1 O2, 37ﹾ) altında 72 saat boyunca farklı konsantrasyonlarda Metformin ve Dikloroasetat ile muamele edildi ve IC50 değerleri belirlendi. Metformin ve DCA kombinasyonlarının sinerji gösterip göstermediği CompuSyn software ile incelendi. Belirlenen ilaç dozları 48 saat boyunca hücrelere uygulandıktan sonra HIF-1α ve PDK-1 mRNA ekspresyon düzeyleri Real-Time PCR; protein ekspresyon düzeyleri ise Western Blot yöntemi ile incelendi. Bunun yanı sıra ilaçların metabolizma üzerindeki etkileri Seahorse XF Analyzer ile değerlendirildi. Bulgular: Metformin ve Dikloroasetatın normoksik koşullardaki IC50 değerleri sırasıyla 4mM ve 30mM iken; hipoksik koşullarda 14mM ve 40mM bulundu. Tüm kombinasyon gruplarındaki CI değerlerinin (0,46-0,80) 1'in altında olması, UPCI-SCC-131 hücrelerinde Metformin ve DCA'nın hücre canlılığı üzerinde sinerjistik bir etkiye sahip olduğunu gösterdi. Metformin uygulaması sonucunda UPCI-SCC-131 hücrelerinde HIF-1α ve PDK-1 mRNA ekspresyon düzeylerinin değişmediği, protein ekspresyon düzeylerinin ise anlamlı olarak azaldığı belirlendi. Dikloroasetat uygulanan hücrelerde ise PDK-1 mRNA ve protein ekspresyonlarının anlamlı olarak azaldığı, HIF-1α protein ekspresyon düzeylerinin ise doza bağlı olarak azaldığı belirlendi. Ek olarak, metabolik akış deneyleri uygulandığında ise UPCI-SCC-131 hücrelerinin hücresel fenotipinin Metformin kullanımı ile glikolitik yöne kaydığı, Dikloroasetat kullanımı ile enerjitik yöne kaydığı gösterildi. Sonuç: Sonuç olarak elde ettiğimiz verilerin gelecekte oral skuamöz hücreli karsinom metabolizmasını hedef alan ve anti-tümörijenik özelliklere sahip yeni terapötik kombinasyonların geliştirilmesine katkıda bulunacağını öngörmekteyiz.