Identifying and targeting coding/non-coding molecular switches regulating drug resistance and metastasis in breast cancer

Meme kanseri dünyada en yaygın görülen ikinci kanser olup; kadınlarda kansere bağlı ölümlerin önde gelen nedenidir. Çok sayıda ve farklı çeşitte tedavi ajanlarının varlığına rağmen; kanser hücreleri tedaviye direnç geliştirebilir ve var olan tümör büyümeye devam edebilir ya da uzak organlara metastaz yapabilir. Bu noktada, tedavi yanıtını arttırabilmek ve metastazı engelleyebilmek için altta yatan moleküler mekanizmaları belirlemek önemli bir ihtiyaçtır. Genomun kodlanan bölümünün yanısıra, kodlamayan RNA'lar da kanserde çoğalma, apoptoz, invazyon ve ilaç direncinin kontrolünde aktif rol oynamaktadırlar. Bu nedenle, bu tez çalışmasında meme kanserinde ilaç direncini ve metastazını düzenleyen yeni kodlanan/kodlanmayan moleküler anahtarların belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu tezin ilk bölümünde, hem hücre sağkalımını hem de epiteliyal mezenkimal geçişi (EMG) inhibe eden, meme kanserinde birçok ilaca duyarlılığı artıran ve bir tümör baskılayıcı gibi hareket eden miR-644a'yı tanımladım. Hem miR-644a ifadesi hem de gen imzası, tümör gelişmesi ve uzak metastassız sağkalım ile ilişkilidir. Mekanistik olarak, miR-644a doğrudan transkripsiyonel co-repressor (baskılayıcı) olan C-terminale bağlanan proteini (CTBP1) hedef alır ve bu genin CRISPR-Cas9 sistemi ile baskılanması miR-644a'nın ifadesinin indüklenmesi ile sağlanan fenotipleri taklit ederek tümör büyümesini, metastazı ve ilaç direncini inhibe eder. Ayrıca, miR-644a/CTBP1 aracılığıyla ifadesi artırılan yabanıl tip (wild type) veya mutant-p53 sırasıyla p21 veya Noxa'yı indükleyerek, hücre döngüsünün G1 evresinde tutulması ve apoptoz arasında bir 'moleküler anahtar' olarak işlev görür. İlginç olarak, miR-644a'nın aşırı ifadesi veya CTBP1'in ifadesindeki azalma aracılığı ile oluşan mutant-p53'teki artışın, Noxa'nın ifadesinin artışı ile hücre döngüsü-apoptoz dengesinin apoptoz lehine kayması için yeterli olduğu görülmüştür. Yalnızca p53 mutant ve yüksek CTBP1 ifadesine sahip hastarın daha kısa sağkalıma sahip oldukları tespit edilmiş olup; bu sonuç p53 mutasyonu taşıyan meme kanseri hastaları için CTBP1'in potansiyel prognostik bir biyobelirteç olabileceğini düşündürmektedir. Özetle, miR-644a/CTBP1/p53 ekseninin modülasyonun hedeflenmesi, hem tedaviye direnci hem de metastazı yenmek için yeni bir strateji oluşturabilir. Bu tezin ikinci bölümünde, in vivo olarak geliştirilen kemoterapi dirençli triple negatif meme kanseri (TNMK) tümörlerde, yeni nesil dizileme ile tüm genom boyutunda gen ifade profili değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları, kemoterapi direncinde hipoksinin ve integrinlerin potansiyel bir rolü olduğunu göstermiştir. Seçilen aday genin hipoksi ile indüklendiği ve kemoterapiye dirençli tümörlerde aşırı ifade edildiği; aynı zamanda ITGA5'i aktive ettiği tespit edilmiştir. Diğer taraftan aday genimizi hedefleyen bir miRNA'nın hipoksi aracılığıyla downregülasyonu sağlanarak ITGA5'in daha çok aktifleşmesine yol açtığı gözlenmiştir. Bu olay, dirence aracılık eden FAK/Src yolağının aktivasyonuyla sonuçlanır. Tez çalışmasının bir diğer önemli bulgusu ise aday genin yüksek anlatımının veya miRNA'nın düşük anlatımının, sadece kemoterapi tedavisi uygulanmış TNMK hastalarında kısa nükssüz sağkalımla ilişkili olduğudur. Son olarak, aday genin agresif TNMK in vivo modellerinde inhibisyonunun kemoterapinin etkinliğini artırması; TNMK hastalarında kemoterapi direncinin üstesinden gelmek amacıyla aday genimize karşı inhibitörlerin test edilmesine ilişkin pre-klinik kanıt sağlamıştır.