5-Fluorourasil (5-FU) ve C60 Nanopartikülünün Meme Kanseri (MCF-7) Hücre Hattı Üzerine Sitotoksik ve Apoptotik Etkilerinin Araştırılması

Yıl 2020, Cilt: 9 Sayı: 2, 35 - 41, 30.12.2020

Havva Aybek Can Ali Agca Mehmet Çiftci

https://doi.org/10.46810/tdfd.796339

Öz

Meme kanseri dünyanın hemen her bölgesinde kadınlar arasında en sık görülen kanser türüdür. Kansere bağlı ölümlerde akciğer kanserinden sonra ikinci sırada yer almaktadır. 5-Fluorourasil (5-FU) urasil ile aynı taşıma mekanizmasını kullanarak hücrelere girmeyi hedefleyen, hidrojenin yerine C-5 pozisyonunda bir flor atomu olan bir pirimidin analoğudur. C60 fulleren, antioksidan ve antitümör potansiyeli olan bir nanopartiküldür ve 5-FU’ya hücre tepkilerini modüle etmede faydalı olabilir. p53 proteini tümör gelişimini baskılayan bir transkripsiyon faktörü, TIGAR esas olarak glukoz metabolizmasının düzenleyicisi olarak işlev görür. Bu çalışmada 5-FU, C60 ve 5-FU+C60 kombinasyonunun MCF-7 insan meme kanseri hücreleri üzerindeki sitotoksik etkileri WST-1 analizi ile gerçekleştirildi. Ek olarak, DCFDA kullanılarak reaktif oksijen türleri düzeylerinin tespiti araştırıldı. Çalışmamızda zamana ve konsantrasyona bağlı olarak 5-FU’nun MCF-7 hücre canlılığını inhibe ettiği, C60 nanopartikülünün MCF-7 hücreleri üzerine tek başına uygulanması sonucunda anlamlı bir etkinin olmadığı görüldü. 5-FU+C60’ın birlikte kullanımının ise hücreler üzerinde sitotoksik etkisinin olduğu gösterildi. Öte yandan hücreler üzerine 5-FU, C60 ve 5-FU+C60 uygulamalarının ROS düzeylerinde anlamlı bir fark (artma ya da azalma) oluşturmadıkları belirlendi. İlaveten p53 ve TIGAR proteinlerinin ekspresyon düzeyleri Western Blot yöntemi ile incelenerek hücreler üzerindeki apoptotik etkileri araştırıldı. 5-FU ve 5-FU+C60 gruplarında p53 gen ekspresyonunun arttığı görüldü. 5-FU+C60 kombinasyonunun TIGAR ifadesini indükleyerek hücrelerin apoptoza gitmesine yardımcı olduğu gözlendi.

Anahtar Kelimeler

Meme kanser,, 5-FU, C60, ROS, apoptosis

Destekleyen Kurum

BÜBAP

Proje Numarası

BAP-FEF.2017.00.017

Teşekkür

BAP-FEF.2017.00.017 nolu proje ile desteklediği için BÜBAP'a teşekkür ederiz.

Kaynakça

• [1] Majumder R, Parida P, Paul S, Basak P. In vitro and in silico study of aloe vera leaf extract against human breast cancer. Natural Product Research. 2020;34(16):2363-2366.
• [2] Bozorgi A, Khazaei M, Khazaei MR. New findings on breast cancer stem cells: A review. Journal of Breast Cancer. 2015;18(4):303-312.
• [3] Kutluk T, Kars A. Kanser Konusunda Genel Bilgiler. T.C. Sağlık Bakanlığı Kanser ve Savaş Daire Başkanlığı Yayınları (http://sbv.saglik.gov.tr/Ekutuphaane/kitaplar/kanser.pdf). 1. Baskı: Ankara; 2001.
• [4] Longley DB, Harkin DP, Johnston PG. 5-Fluorouracil: Mechanisms of Action and Clinical Strategies. Nature Reviews Cancer. 2003;3(5):330-338.
• [5] Correia A, Silva D, Correia A, Vilanova M, Gärtner F, Vale N. Study of New Therapeutic Strategies to Combat Breast Cancer Using Drug Combinations. Biomolecules. 2018; 8(4):175.
• [6] Li Z, Pan LL, Zhang FL, Wang Z, Shen YY, Zhang ZZ. Preparation and characterization of fullerene (C60) amino acid nanoparticles for liver cancer cell treatment. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014;14 (6):4513-4518.
• [7] Harhaji L, Isakovic A, Raicevic N, Markovic Z, Todorovic-Markovic B, Nikolic N, et al. Multiple mechanisms underlying the anticancer action of nanocrystalline fullerene. European Journal of Pharmacology. 2007;568(1-3):89-98.
• [8] Green DR, Chipuk JE. p53 and metabolism: Inside the TIGAR. Cell. 2006;126(1): 30-32.
• [9] Bensaad K, Tsuruta A, Selak MA, Vidal MNC, Nakano K, Bartrons R, et al. TIGAR, a p53-Inducible Regulator of Glycolysis and Apoptosis. Cell. 2006;126(1):107-120.
• [10] Pfeffer CM, Singh ATK. Apoptosis: A Target for anticancer therapy. International Journal of Molecular Sciences. 2018;19(2): 448.
• [11] Temel Y, Taysi MŞ. The Effect of Mercury Chloride and Boric Acid on Rat Erythrocyte Enzymes. Biol Trace Elem Res. 2018:177-182.
• [12] Temel Y, Koçyigit UM, Taysi MS, et al. Purification of glutathione S-transferase enzyme from quail liver tissue and inhibition effects of (3aR,4S,7R,7aS)-2-(4-((E)-3 (aryl)acryloyl)phenyl)-3a,4,7,7a-tetrahydro-1H-4,7-methanoisoindole-1,3(2H)-dione derivatives on the enzyme activity. J Biochem Mol Toxicol. 2018; 32(3):e22034.
• [13] Aybek H, Temel Y, Ahmed BM, Ağca CA, Çiftci M. Deciphering of the effect of chemotherapeutic agents on human glutathione S-transferase enzyme and MCF-7 cell line. Protein Pept. Lett. 2020;27:1-7.
• [14] Liou GY, Storz P. Reactive oxygen species in cancer. Free Radical Research. 2010;44 (5):479-496.
• [15] Yip NC, Fombon IS, Liu P, Brown S, Kannappan V, Armesilla AL, et al. Disulfiram modulated ROS–MAPK and NFκB pathways and targeted breast cancer cells with cancer stem cell-like properties. British Journal of Cancer. 2011;104(10):1564-1574.
• [16] Schilsky RL. Biochemical and Clinical Pharmacology of 5-Fluorouracil. Oncolgy. 1998;12(10):13-18.
• [17] Cai J, Chen S, Zhang W, Wei Y, Lu J, Xing J, et al. Proteomic analysis of differentially expressed proteins in 5-fluorouracil-treated human breast cancer MCF-7 cells. Clinical and Translational Oncology. 2014;16 (7):650-659.
• [18] Ge ZH, Wang ZX, Yu TL, Yang N, Sun Y, Hao CL, et al. Morphine improved the antitumor effects on Mcf-7 cells in combination with 5-fluorouracil. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2014;68(3):299-305.
• [19] Wang F, Jin C, Liang H, Tang Y, Zhang H, Yang Y. Effects of Fullerene C60 Nanoparticles on A549 Cells. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2014;37(2):656-661.
• [20] Lynchak OV, Prylutskyy YI, Rybalchenko VK, Kyzyma OA, Soloviov D, Kostjukov VV, et al. Comparative analysis of the antineoplastic activity of C60 fullerene with 5-fluorouracil and pyrrole derivative in vivo. Nanoscale Research Letters. 2017;12(1):1-6.
• [21] Raza K, Thotakura N, Kumar P, Joshi M, Bhushan S, Bhatia A, et al. C60-Fullerenes for delivery of docetaxel to breast cancer cells: A promising approach for enhanced efficacy and better pharmacokinetic profile. International Journal of Pharmaceutics. 2015;495(1):551-559.
• [22] Hecht F, Pessoa CF, Gentile LB, Rosenthal D, Carvalho DP, Fortunato RS. The role of oxidative stress on breast cancer development and therapy. Tumor Biology. 2016;37(4):4281-4291.
• [23] Valko M, Rhodes C, Moncol J, Izakovic MM, Mazur M. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemico-Biological Interactions. 2006;160(1):1-40.
• [24] Focaccetti C, Bruno A, Magnani E, Bartolini D, Principi E, Dallaglio K, et al. Effects of 5-fluorouracil on morphology, cell cycle, proliferation, apoptosis, autophagy and ROS production in endothelial cells and cardiomyocytes. PLoS One. 2015;10(2):e0115686.
• [25] Suzuki S, Okada M, Shibuya K, Seino M, Sato A, Takeda H, et al. JNK suppression of chemotherapeutic agents-ınduced ROS confers chemoresistance on pancreatic cancer stem cells. Oncotarget. 2015;6(1):458-470.
• [26] Darsigny M, Babeu JP, Seidman EG, Gendron FP, Levy E, Carrier J, et al. Hepatocyte nuclear factor-4α promotes gut neoplasia in mice and protects against the production of reactive oxygen species. Cancer Research. 2010;70(22):9423-9433.
• [27] Elmore S. Apoptosis: A review of programmed cell death. Toxicologic Pathology. 2007;3 (4):495-516.
• [28] Caglayan C, Temel Y, Kandemir FM, Yildirim S, Kucukler S. Naringin protects against cyclophosphamide-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity through modulation of oxidative stress, inflammation, apoptosis, autophagy, and DNA damage. Environ Sci Pollut Res. 2018;25(21):20968-20984.
• [29] Kandemir FM, Kucukler S, Eldutar E, Caglayan C. Chrysin Protects Rat Kidney from Paracetamol-Induced Oxidative Stress, Inflammation, Apoptosis, and Autophagy : A Multi-Biomarker Approach. Sci. Pharm.2017;85(4):1-12.
• [30] Chen J. The cell-cycle arrest and apoptotic functions of p53 in tumor initiation and progression. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2016;6 (3):a026104.
• [31] Kumar B, Iqbal MA, Singh RK, Bamezai RNK. Resveratrol inhibits TIGAR to promote ROS induced apoptosis and autophagy. Biochimie. 2015;118:26-35.