Identification of chromatin related genes regulating temozolomide resistance in GBM

Glioblastoma multiform (GBM), yetişkinlerde primer beyin tümörleri arasında görülen en yaygın ve en malign tümör tipidir. GBM hastalarının %5'inden daha azı tanıdan beş yıl sonrasında hayatta kalabilmektedir. GBM için standart tedavi yöntemi son 15 yılda değişmemiş olmakla beraber, cerrahi müdahale, radyoterapi ve kemoterapötik ajan Temozolomid (TMZ)'den oluşmaktadır. Ancak, hastaların büyük bir kısmında tümörler tedaviye dirençli olarak nüks etmektedir. Bu tezde, GBM'lerde terapi direnci ile ilişkili mekanizmaları incelemek için TMZ direnci kazandırılmış özgün in vitro modeller üretilmiştir. TMZ'ye duyarlı ve TMZ'ye dirençli hücre diziler arasındaki transkriptomik farklılıklar, RNA dizilim deneyleri ile incelenmiştir. Buna göre, oluşturulan TMZ'ye dirençli modellerimizin, TMZ'nin neden olduğu DNA hasarına karşı direnç kazandıkları ve çeşitli DNA onarım yolaklarını yüksek seviyelerde ifade ettikleri bulunmuştur. Dirençli hücrelerimizin GBM'de bir prognostik belirteç olarak kullanılan MGMT enzim ifadesine yüksek derecede bağımlı oldukları gözlemlenmiştir. Ek olarak, Baz Çıkarma Onarımı ve DNA Çift Zincir Kırıkları Onarım yolaklarının temel öğelerinin bu hücre dizilerinde yüksek oranda ifade edildiği belirlenmiştir. Bunun yanında, TMZ dirençli hücrelerin CDK4, CDK6, WEE1 ve p21 gibi hücre döngüsü düzenleyicilerini aktifleştirdiği/baskıladığı bulunmuştur. Kazanılmış terapi direnci, tümör hücrelerinde genetik ve epigenetik değişiklikleri içerdiği için, bu projede TMZ-dirençli hücre dizilerinin epigenetik mekanizmaları araştırılmıştır. Kanser hücrelerinin çoğunlukla DNA metilasyonunda ve değişmiş histon modifikasyon modellerinde değişiklikler yoluyla, anormal epigenetik düzenleme gösterdiği bilinmektedir. Ancak, terapi direncine neden olan epigenetik mekanizmalar iyi bilinmemektedir. Bu tez kapsamında, kanserlerin, TMZ direncine yol açan epigenetik mekanizmalarını incelemek ve yeni epigenetik inhibitörler tanımlamak için, TMZ-dirençli hücreler ve kontrolleri üzerinde kimyasal kütüphane taramaları yapılmıştır. Sonuç olarak, TMZ-dirençli hücreleri hedef alan güçlü ajanlar olarak histon deasetilaz inhibitörleri (HDACi) tanımlanmış ve GBM'de az çalışılan HDAC6 inhibisyonuna odaklanılmıştır. Literatürde HDAC6'nın GBM'de ilaç direnci ve apoptozda bir rolü olduğu gösterilmiş, ancak tedaviye dirençli durumdaki kesin rolü detaylı çalışılmamıştır. Bu nedenle, bu tezde HDAC6 inhibisyonunun TMZ direncindeki rolü incelenmiştir. HDAC6 inhibisyonu kimyasal inhibitörler (Ricolinostat, CAY10603) ve CRISPR/Cas9 gen susturma yöntemi kullanarak sağlanmış ve bu inhibisyonun DNA tamir mekanizmalarında değişikliklere, hücre döngüsünü yavaşlatmasına ve sonuçta apoptoza neden olduğunu gösterilmiştir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında, özgün TMZ-direnç modelleri üretilmiş, detaylıca karakterize edilmiş ve HDAC6 tedaviye dirençli GBM hastaları için yeni bir tedavi hedefi olarak belirlenmiştir.