Identifying epigenetic modifiers of glioblastoma multiforme apoptosis resistance

Glioblastoma Multiforme (GBM) en yaygın ve agresif primer beyin tümörüdür. Cerrahi, kemo- ve radyoterapi alalarındaki gelişmelere rağmen, GBM hastalarının prognozunun iyileştirilememesi, yeni tedavi stratejilerine acil ihtiyaç duyulduğunu açıkça vurgulamaktadır. TNF-ilişkili Apoptoz Indükleyen Ligand (TRAIL), sağlıklı hücrelere zarar vermeden, seçici olarak kanser hücrelerinde apoptozu indükleyebilen güçlü bir anti-kanser ajanıdır. Ancak GBM hücrelerinin sıklıkla TRAIL'e direnç geliştirmesi, TRAIL terapötiklerinin klinik uygulamasını verimsiz hale getirmektedir. TRAIL ve reseptörleri tarafından aktive edilen sinyal yolağının epigenetik modülasyonu literatürde belirgindir. Bu nedenle epigenetik mekanizmaların, tümör hücrelerinin TRAIL'e tepkisinin düzenlenmesinde etkili olduğu öngörülmektedir. Tümörün başlaması, ilerlemesi ve apoptotik tepkisinin düzenlenmesinde epigenetik mekanizmaların önemi konusundaki farkındalığımız, araştırmamızı GBM apoptoz direncini ve sağ kalımını düzenleyen epigenetik faktörlerin kimyasal tarama aracılığıyla saptamaya yöneltmemizi sağlamıştır. Bu amaçla, GBM hücrelerinde TRAIL'e yanıtı artırabilecek bileşikleri saptayabilmek adına epigenetik hedefli ilaç kütüphanesini kullanarak kimyasal bir tarama gerçekleştirdik. Taramamız sonucunda bir histon metil transferaz inhibitörü olan fungal metabolit Kaetosin, TRAIL duyarlılaştırıcısı olarak tanımlanmıştır. Düşük ve toksik olmayan dozlarda Kaetosin ve TRAIL'in birlikte kullanımının GBM hücrelerinde güçlü ve hızlı apoptoza yol açtığı gözlemlenmiştir. Kaetosin'in GBM hücrelerini, FasL ve BH3 mimetikleri gibi diğer proapoptotik ajanlara karşı da duyarlılaştırdığı saptanmıştır. Kaetosin' in yarattığı apoptoz duyarlılığının, ROS üretimi ve bunun takip eden DNA hasarı indüksiyonu ve artan TP53 aktivitesi aracılığıyla gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Kaetosin kaynaklı transkriptomik değişiklikler, antioksidan savunma mekanizmalarının ve DNA hasar tepki sinyal yolaklarının indüklendiğini göstermiştir. Transkripsiyonu en üst düzeyde regüle edilen genlerden biri olan Heme Oksijenaz 1 (HMOX1)'in indüksiyonunun ROS üretimine bağımlı olduğu saptanmıştır. Son olarak, Kaetosin ve TRAIL kombinasyon tedavisinin in vivo sistemde de etkinliği saptanmıştır. Birlikte ele alındığında, sonuçlarımız Kaetosin'e apoptoz primeri rolünü kazandırmaktadır. Tümör ilaç tepkisi ve sağ kalımını modüle eden epigenetik faktörlerin, bu çalışmada detaylı olarak sunulan kimyasal taramamız gibi yüksek verimli, sağlam ve uygun fiyatlı taramalar yoluyla tespit edilmesi, yeni ve etkili tedavilerin üretilmesine imkân sağlayacaktır.