Glioma hücrelerinde stres proteinlerinin anlatımında HSF1'in rolü

Primer malignant beyin tümörlerinin insidansı, değişen yaşam şartları ile birlikte son 30 yılda hızla yükselmiştir. Bu tümörler arasında gliomalar, en yaygın görülen ve en kötü huylu tümör tipi olarak kabul edilmektedir. Glial tümörlerin en yüksek prevelansa sahip biçimi olan yüksek-dereceli glioblastoma multiforme (GBM) için prognoz oldukça zayıftır. Cerrahi tekniklerin gelişmesi ve standart olarak radyoterapiyle birlikte uygulanan temozolomid tedavisine rağmen, sağkalım ortalama 15-16 ayla sınırlı kalmaktadır. Merkezi sinir sisteminde gerçekleşen normal gelişim yolaklarının ve gliomagenezin anlaşılması, bu tümörlerin biyolojisinin daha iyi kavranılmasına ve gliomalı hastalar için daha etkili tedavi yöntemlerinin ortaya konulmasına yardımcı olacaktır. Isı Şoku Proteinleri ("Heat Shock Proteins", HSPs) veya stres proteinleri olarak bilinen büyük bir moleküler şaperon ailesinin, gliomalarda yüksek oranda eksprese edildiği bilinmektedir. HSP'lerin artmış ekspresyonu ile glial tümörlerin invaziv kapasitesi arasında pozitif bir korelasyon bulunmaktadır. HSP'lerin aşırı ekspresyonu, gliomada mutasyonal değişikliklere yol açmakta ve sonuçta hücreleri malignite ve invazyona yönlendirmektedir. Glioma hücrelerine sitoproteksiyon sağlayan HSP'lerin aşırı ekspresyonu, aynı zamanda radyo- ve kemo-dirence de katkıda bulunmaktadır. HSP'lerin hem normal hem de stresli hücrelerdeki rolü, doğru ekspresyon paterninin üretilmesini sağlayan kompleks regülatör süreçlerin varlığını gerektirmektedir. HSP'lerin indüksiyonu, transkripsiyon faktörleri ailesinin belirli üyelerinin aktivasyonuna bağlıdır. Memeli hücrelerinde bu regülasyonun temel mekanizması Isı Şoku Faktörü 1 ("Heat Shock Factor 1", HSF1) olarak adlandırılan bir protein ve bu proteinin gerçekleştirdiği interaksiyonlara bağlıdır. Birçok çalışmada post-translasyonel modifikasyonlarla gerçekleştirilen değişimler, proteazomal degradasyon, küçük moleküllü inhibitörlerin kullanımı ve gen düzenleme mekanizmaları gibi çeşitli etmenlerle HSF1'in "down-regülasyonu" amaçlanmaktadır. Çeşitli meyve ve sebzelerde bulunan doğal bir flavonoid olan kersetin (3,3′,4′,5,7-pentahidroksiflavon), bir HSF1 inhibitörüdür ve tümör hücrelerinin apoptozunu kolaylaştırdığı bilinmektedir. Bununla birlikte HSF1'in gen düzeyinde susturumunun ("knock-out") etkili bir mekanizma olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.Bu çalışmada glioma hücrelerinde CRISPR/Cas9 yöntemi ile HSF1 genini en yüksek verimde susturmak ana hedef olarak belirlenmiştir. Çalışmanın amacına bağlı olarak U87-MG insan glioma hücrelerinde hem kersetin uygulaması hem de CRISPR/Cas9 aracılı HSF1 susturumu gerçekleştirilmiş ve çeşitli stres proteinlerinin anlatımları Western Blot tekniğiyle incelenmiştir. HSF1 inhibisyonu amacıyla uygulanan 2, 10 ve 30 μM kersetin konsantrasyonlarından 10 ve 30 μM kersetin dozları için HSF1 anlatımında anlamlı bir azalma saptanmıştır. Yine aynı amaçla gerçekleştirilen CRISPR/Cas9 uygulamasında kullanılan iki farklı sgRNA için de HSF1 anlatımının %50'nin üzerinde azaldığı belirlenmiştir. Gerçekleştirilen her iki uygulama karşılaştırıldığında, anlamlı değişime sebep olan dozlarda kersetin uygulamasının hücre canlılığı üzerinde gösterdiği yüksek toksisite sebebiyle, CRISPR/Cas9 uygulamasına göre dezavantaja sahip olduğu belirlenmiştir. Bunun yanısıra CRISPR/Cas9'un hem düşük sitotoksisitesi hem de sergilediği yüksek verimle HSF1 susturumunda etkili bir yol olabileceği ortaya konulmuştur. Kersetin uygulaması yapılmış gruplarda ve CRISPR/Cas9 ile HSF1 susturumu gerçekleştirilmiş gruplarda Hsp27, Hsp70, Hsp90 ve pHsp27 proteinlerinin anlatım seviyelerindeki değişimleri belirlemek üzere yapılan analizlerde alınan sonuçlar her iki uygulamanın da bu proteinlerin anlatım seviyeleri üzerinde farklı etkileri olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak HSF1 glioma hücrelerinde stres proteinlerinin anlatımını tek başına regüle eden bir faktör değildir. Yapılacak ileri çalışmalarla HSP'lerin kanser hücrelerindeki yüksek anlatımına sebep olan yolaklar tam olarak aydınlatıldıktan sonra, bu proteinlerin hücrelere sağladığı avantajların tamamen ortadan kaldırılması mümkün olabilecektir.