Hipoksi İndüklü Tümör Türevli Eksozomlar Aracılığıyla Endotel Hücre Sekretomunda İfadesi Artan Ccl26 Kemokinin Baş Ve Boyun Kanserlerinde Metastaza Olası Etkisinin In Vitro, Ex Vivo Ve In Vivo Araçlarla Araştırılması

Abstract

Proje Özeti Kanserin görülme sıklığında ve ülkelerin kanser tedavisi için harcadığı bütçede her geçen gün görülen artışa paralel olarak kanserin moleküler patolojisinin aydınlatılması, kanser tanısı ve tedavisine yönelik kullanılabilecek yeni yöntem, uygulama ve araştırmaların geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Baş ve boyun skuamöz hücreli karsinom (BBSHK) da dahil birçok kanserde, tümör türevli hipoksik eksozomların ve tümör mikroçevresindeki farklı hücre türleri arasındaki iletişimin, özellikle metastaz oluşumunda kanser ilişkili yolakları etkileyebileceği gösterilmiştir. BBSHK’nın, skuamöz kökenli kanser olması, ileri evre vakalarda lokal nüks, son derece yaygın görülen lenf nodu metastazı, özellikle uzak metastazis nedeniyle BBSK kötü prognoza sahiptir ve BBSK'lı hastaların 5 yıllık sağkalım oranları son derece düşük kalmaktadır. Bu bilgiler doğrultusunda, BBSHK'nın patogenezini ve yayılım yollarını anlamak, yeni ve etkili tedavi stratejileri geliştirmek, agresif BBSHK fenotipinden sorumlu genleri, özellikle mikroçevre bileşenlerini ve bunların birbirleriyle ilişkisine odaklanarak, hastalığın altında yatan moleküler mekanizmaları daha iyi anlamak ve tanımlamak acil bir zorunluluk olarak düşünülmektedir. Son dönemlerde yapılan çalışmalar hipoksinin, endotel hücrelerde anjiyojenik aktiviteyi etkileyen tümör kaynaklı eksozomların profillerini değiştirdiğini, bu eksozomlarca taşınan moleküller aracılığıyla kanser mikroçevrenin hipoksik evrimine aracılık edebileceğini göstermiştir. Ayrıca hipoksinin tümör hücrelerinin mikroçevrelerini modüle etme, damar geçirgenliği, anjiyojenez ve özellikle metastazı kolaylaştırma potansiyeline sahip bir kısım sitokin ve kemokin gibi proteinlerin salgılamasını indükleyebileceği gösterilerek salgılanan proteinlerin %50'den fazlasının eksozomlarda bulunduğu tespit edilmiştir. Ancak, BBSHK’lar da dahil birçok kanser türünde hipoksik şartlarda salınan eksozom içeriğindeki değişim, bu eksozomların tümör mikroçevresinde yaptığı manipülasyonlar ve metastaz oluşumu üzerindeki etki mekanizmaları henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Ekibimiz tarafından yakın zamanda tamamlanan ‘‘Hipoksik Şartlarda Kültürlenen Baş ve Boyun Kanser Hücre Türevli Eksozomlara Maruz Kalan Endotel Hücre Sekretomlarının Proteomik Analizi ve İfadesi Anlamlı Değişen Bir Proteinin Metastatik Kanser Doku Örneklerindeki İfadesinin İmmünohistokimya ile İncelenmesi’’ başlıklı TÜBİTAK 1002 projesi (Proje No: 123Z593) kapsamında hipoksik koşullarda baş ve boyun kanser hücrelerinden salınan hipoksik eksozomların içeriğinin aktarıldığı endotel hücre sekretomlarında proteomik analiz sonucunda CCL26 (Eotaxin-3) kemokin seviyesinin önemli düzeyde arttığı tespit edilmiş ayrıca bir kısım in silico ön verilerle CCL26’nın hipoksi ile ilişkili olduğu doğrulanarak BBSHK’larda lenf nodu ve organ metastazını artırdığı desteklenmiştir. Hipoksi indüklü tümör türevli eksozomların endotel hücrelere taşındığını, bu eksozomların endotel hücre sekretomunda CCL26 kemokin miktarını artırarak kanser hücrelerinin metastaz kabiliyetini regüle ettiğini ortaya koyan herhangi bir moleküler mekanizmanın şimdiye kadar aydınlatılmış olamaması proje önerisinin özgün yönünü oluşturmaktadır. Proje önerisi kapsamında öncelikle hipoksik indüklü BBK hücrelerinden salınan eksozomların CCL26 ve Hif1 açısından zenginleştiği teyit edilecek ve bu eksozomların hedef endotel hücrelere uygulaması sonrasında tümör ilişkili eksozomal içeriğin endotel hücrelere aktarımının moleküler yöntemlerle doğrulanması gerçekleştirilecektir. Eksozom muamelesi sonrasında endotel hücrelerde CCL26 kemokin ifadesinin artışı ve CCL26 kemokinin en önemli hedefi olan JAK3/STAT6 sinyal yolu ve Hif1 aracılığı ile kanser hücrelerinin metastatik potansiyelini regüle edebileceği in vitro, ex vivo ve in vivo fonksiyonel testlerle incelenecek ve metastaz olan BBK hastalarında potansiyel bir tanı biyobelirteci olabilme potansiyeli klinik açıdan araştırılacaktır.

In parallel with the increasing incidence of cancer and the budget spent by countries for cancer treatment, it is of great importance to elucidate the molecular pathology of cancer and to develop new methods, applications and research that can be used for cancer diagnosis and treatment. In many cancers, including head and neck squamous cell carcinoma (HNCC), it has been shown that tumor-derived hypoxic exosomes and communication between different cell types in the tumor microenvironment can affect cancer-related pathways, especially in the formation of metastasis. HNCC has a poor prognosis due to the fact that it is a squamous-origin cancer, local recurrence in advanced cases, extremely common lymph node metastasis, and especially distant metastasis, and the 5-year survival rates of HNCC patients remain extremely low. In line with this information, it is considered an urgent necessity to understand the pathogenesis and spreading pathways of HNSCC, to develop new and effective treatment strategies, to better understand and define the molecular mechanisms underlying the disease by focusing on the genes responsible for the aggressive HNSCC phenotype, especially the microenvironment components and their relationships with each other. Recent studies have shown that hypoxia changes the profiles of tumor-derived exosomes that affect angiogenic activity in endothelial cells, and that it may mediate the hypoxic evolution of the cancer microenvironment through molecules carried by these exosomes. In addition, it has been shown that hypoxia can induce the secretion of proteins such as some cytokines and chemokines that have the potential to modulate the microenvironment of tumor cells, facilitate vascular permeability, angiogenesis and especially metastasis, and it has been determined that more than 50% of the secreted proteins are found in exosomes. However, the change in the content of exosomes released under hypoxic conditions in many types of cancer, including HNSCCs, the manipulations of these exosomes in the tumor microenvironment, and the mechanisms of their effects on metastasis formation have not yet been fully understood.