Assessing the function of chromatin modifying enzymes in medulloblastoma

Medulloblastoma en sık görülen pediatrik beyin kanseridir. Wingless (WNT), Sonic Hedgehog (SHH), Grup 3 ve Grup 4 olmak üzere dört ana alt gruptan oluşur. Bu alt grupların farklı transkripsiyonel, sitogenetik ve mutasyonel spektrumları vardır. Bu sebeple medulloblastoma karmaşık bir beyin kanseri türüdür. Medulloblastoma için güncel tedavi protokolleri arasında cerrahi operasyon, beyin-omurilik ışınlaması ve kemoterapi bulunmaktadır. Günümüzdeki tedaviler yüksek sağkalım ile sonuçlansa dahi, hayatta kalan birçok hasta ciddi nörolojik rahatsızlıklar yaşamaktadır. Bu nedenle, medulloblastoma tedavisinde güncel ve daha etkili tedaviler gerekmektedir. Genomik çalışmalar, histon metil transferazlar (HMT), histon demetilazlar (HDM), histon asetiltransferazlar (HATs) ve histon deasetilazlar (HDAC) gibi çeşitli kromatin değiştirici enzimlerin medulloblastomada mutasyona uğramış ve/veya farklı olarak eksprese edildiğini ortaya koymuştur. Bununla birlikte, medulloblastomaların oluşmasında ve ilerlemesinde kromatin değiştirici enzimlerin rolleri detaylıca çalışılmamıştır. Bu amaçla, yeni ve daha etkili tedavi seçenekleri geliştirmek için medulloblastoma epigenetiği üzerine odaklandık. Öncelikle, farklı kromatin değiştirici enzimleri hedef alan bir kimyasal kitaplık kullanarak medulloblastomadaki kromatin değiştirici enzimlerin görevlerini inceledik. İlaç taramamız, medulloblastoma hücrelerinde hücre ölümünü belirgin şekilde tetikleyen GSK-J4, IOX-1, Belinostat, Vorinostat, 5-Azasitidine, ML324, SGC0946, Trichostatin A ve Chaetocin gibi bazı potansiyel inhibitörleri ortaya koydu. Bu ilaçların kanser hücrelerine özgü olup olmadığını araştırmak için, seçilmiş ilaçları malign olmayan BJ Fibroblast hücre hattında da doza bağımlı bir şekilde test ettik. Seçilmiş ilaçların kanser hücrelerine kıyasla normal hücrelerde nispeten daha az hücre ölümüne neden olduklarını belirledik. Histon demetilazların medulloblastoma üzerindeki rolleri açıkça bilinmediğinden, öncelikli olarak GSK-J4 ve IOX-1'ın bloke ettiği enzimler olan histone demetilaz 6A ve 6B'ye odaklandık. Histon demetilaz 6A ve 6B gen ifadelerinin shRNA ile baskılanmasının hücrelerin bölünmesi üzerindeki etkisini araştırdık fakat bu baskılamanın medulloblastoma hücre büyümesi üzerinde bir etki yaratmadığı gözlemledik. Birçok medulloblastoma tümörü kemoterapiye iyi yanıt verse bile, standart olarak uygulanan kemoterapiye cevap vermeyen çok sayıda medulloblastoma hastası bulunmaktadır. En agresif ve metastatik medulloblastoma alt gruplarında (Grup 3 ve Grup 4) birçok kromatin değiştiricisinin mutasyona uğramış ve/veya farklı şekilde eksprese edildiği tespit edilmiştir. Bu sebeple bu çalışmada kromatin değiştiricilerin medulloblastoma hücrelerinin kemoterapötik ajanlara direncindeki rollerini araştırdık. Vincristine medulloblastoma terapisinde en sık kullanılan kemoterapötik ilaçlardan biridir. Vincristine tedavisine karşı oluşan dirençte, kromatin değiştirici enzimlerin işlevlerini aydınlatmak için doz arttırma yöntemi ile Vincristine dirençli bir medulloblastoma hücre hattı oluşturmaya karar verdik. Vincristine duyarlı ve dirençli hücrelerde bir başka ilaç taraması yaptık ve 8 farklı histon deasetilaz inhibitörünün (Trichostatin A, Rocilinostat, CXD101, Tubastatin A HC1, Belinostat, Romidepsin, PCI-24781 ve Mocetinostat), 2 histone demetilaz inhibitörünün (IOX-1 ve KDOBA67), 2 kinaz inhibitörünün (5- Iodotubercidin, SGI-1776), MAZ1805 (Halofuginol) ve MAZ1392'nin hem Vincristine duyarlı hem de dirençli hücrelerde hücre ölümünü tetiklediğini gözlemledik. Ayrıca, epigenetik enzimleri bloke eden ilaçlar ile vincristinin birlikte verildiği durumlarda, A-395, CBP/BRD4, GSK-J5, GSK343, GSK864, LLY-507, OF-1, SGC-CBP30, SRT1720 ve UNC2400'in vincristine dirençli hücrelerin ölümünü indüklediğini keşfettik.