Kaempferolün üçlü negatif meme kanseri hücrelerinde mitokondriyal apoptoz yolu ile apoptozu indükleme mekanizması
Meme kanserinin özel bir alt tipi olan üçlü negatif meme kanseri (TNBC), toplam meme kanseri sayısının 15%~20%'sini oluşturmaktadır. Kısa genel sağkalım süresi, yüksek malignite, güçlü invazyon, yüksek erken nüks oranı vb. klinik özelliklere sahiptir. Metastaz oluştuğunda, hastaların medyan sağkalım süresi sadece 10~13 aydır. TNBC'nin endokrin tedavisine ve hedefe yönelik tedaviye duyarsızlığı nedeniyle kemoterapi ana tedavi yöntemidir. Ancak, ilaç direnci ve tedaviye bağlı yan etkiler endişe kaynağı olmaya devam etmektedir. Son yıllarda, TNBC'nin önlenmesi ve tedavisinde geleneksel Çin tıbbının rolü, benzersiz teorik sistemi ve bireyselleştirilmiş tedavi planlarındaki uzmanlığı nedeniyle giderek daha fazla değer görmektedir. Araştırma grubumuz, Chaihu Guizhi Decoction'ın kapesitabin ile birlikte eklenmesinin ve azaltılmasının, çıplak farelerde üçlü negatif meme kanserinin subkutan transplante tümörünün büyümesini inhibe edebileceğini önceki araştırmalarla bulmuştur. Ağ farmakolojisi yöntemi kullanılarak yapılan ileri analizler, kaempferolün (KA) Chaihu Guizhi Kaynatmasının eklenmesi ve azaltılmasında önemli bir etkili bileşen olduğunu gösterdi ve bu da üçlü negatif meme kanserini tedavi etmek için kaempferol kullanmamız için deneysel bir temel sağladı.
Kaempferol, sebzelerde, meyvelerde ve geleneksel Çin tıbbında yaygın olarak bulunan flavonoid bir bileşiktir. Anti-kanser, anti-inflamatuar, antioksidan ve antiviral gibi çeşitli etkileri vardır. Hücre apoptozunu indükleyerek, hücre döngüsünü düzenleyerek, anjiyogenezi ve tümör metastazını inhibe ederek tümör hücrelerinin proliferasyonunu ve invazyonunu inhibe edebilir. Araştırmalar, KA'nın MEK-MAPK'ı aktive ederek akciğer kanseri hücrelerinde büyüme inhibisyonunu ve apoptozu indüklediğini bulmuştur. İn vitro ve in vivo olarak KA, AKT/PI3K ve ERK yolaklarını inhibe eder, mitokondriyal apoptoz yolağını aktive eder ve akciğer kanseri hücrelerinin radyasyonla öldürülmesini artırır. Kolon kanserinde KA, kolon kanseri hücrelerinde bağlantı proteini 43'ün ekspresyonunu ve fosforilasyonunu artırarak boşluk bağlantılarının hücreler arası iletişimini yeniden yapılandırır ve böylece hücre apoptozunu indükler. KA ayrıca PI3K/AKT ve hTERT yolaklarını aşağı düzenleyerek insan rahim ağzı kanseri hücrelerinde apoptozu ve yaşlanmayı indükleyebilir. Meme kanserinde, KA'nın farklı mekanizmalar yoluyla anti-tümör rolü oynadığı bildirilmiştir. KA, PKC δ/MAPK/AP-1 kaskadının ve ardından matriks metalloproteinaz-9'un (MMP-9) ekspresyonunu ve aktivitesini bloke ederek meme kanseri hücrelerinin invazyonunu inhibe edebilir. Li ve arkadaşları, KA'nın Notch1 proteinini düzenleyerek meme kanseri SK-BR-3 hücrelerinin proliferasyonunu inhibe edebileceğini bulmuşlardır. Ayrıca KA, triklosan tarafından indüklenen MCF-7 meme kanseri hücrelerinin epitelyal mezenkimal dönüşümünü (EMT) ve metastazla ilgili davranışlarını da inhibe edebilir. KA'nın çeşitli tümörlerdeki antikanser etkisi doğrulanmış olmasına rağmen, KA'nın üçlü negatif meme kanseri hücrelerinin apoptozunu indükleyip indükleyemeyeceği ve moleküler mekanizması hakkında bir rapor bulunmamaktadır. Bu çalışma, kaempferolün MDA-MB-231 hücre apoptozu üzerindeki etkisini ve olası mekanizmanın mitokondriyal apoptoz yolu ile ilişkili olup olmadığını gözlemlemek için araştırma nesnesi olarak insan TNBC hücresi MDA-MB-231'i alacak ve böylece üçlü negatif meme kanseri tedavisinde kaempferolün klinik kullanımı için teorik temel ve deneysel temel sağlayacaktır.

Çeşitli bitkilerde yaygın olarak bulunan bir poliol hidroksi flavonoid bileşiği olan Kaempferol, yalnızca tümör hücresi büyümesini etkili bir şekilde inhibe etmek ve apoptozu indüklemekle kalmaz, aynı zamanda normal hücrelerin büyüme canlılığını da korur. Chen ve arkadaşları, KA'nın prostat kanseri hücre döngüsünün durmasına neden olabileceğini, hücre çoğalmasını engelleyebileceğini ve normal insan sünnet derisi fibroblastlarının (HFF) canlılığı üzerinde hiçbir etkisi olmadığını tespit ederek KA'nın iyi bir anti-tümör etkinliğine ve düşük toksisiteye sahip olduğunu göstermiştir. Tu ve arkadaşları, KA'nın insan rahim ağzı kanseri hücrelerinin çoğalmasını ve metastazını etkili bir şekilde inhibe edebildiğini, karsinoembriyonik böbrek hücreleri ve normal karaciğer hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisinin nispeten küçük olduğunu ve KA'nın yüksek kanser hücresi hedefleme yeteneğine sahip olduğunu gösterdiğini bulmuşlardır. Üçlü negatif meme kanseri hücrelerinde KA ile ilgili az sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu nedenle, bu çalışma KA'nın TNBC hücrelerinin çoğalmasını önemli ölçüde engelleyebildiğini ve MDA-MB-231 ve MCF-10A hücreleri üzerinde in vitro çalışmalar yoluyla hücre apoptozunu teşvik edebildiğini, ancak normal meme epitelyal MCF-10A hücrelerinin çoğalması üzerinde hiçbir etkisi olmadığını doğrulamıştır.
Bu temelde, bu deney KA'nın MDA-MB-231 hücreleri üzerindeki apoptoz indüksiyon mekanizmasını daha fazla araştırmaktadır. Şu anda, araştırmalar hücre apoptozunun esas olarak başlatma sürecine dayalı üç yol içerdiğini bulmuştur: mitokondriyal yol, ölüm reseptörü yolu ve endoplazmik retikulum yolu ve mitokondriyal yol hücre apoptozuna aracılık etmede önemli bir rol oynamaktadır. Mitokondriyal membran potansiyeli, mitokondriyal iç membranın geçirgenliğini yansıtan en iyi göstergelerden biridir. Mitokondriyal membran potansiyelindeki düşüş, hücre apoptozunun kademeli reaksiyonundaki en erken olay olarak kabul edilir. Mitokondriyal membran potansiyeli bir kez çöktüğünde, hücre apoptozu geri döndürülemez hale gelir. Feng ve arkadaşları, Artemisia scoparia'dan mitokondriyal membran potansiyeli kaybına neden olarak insan nazofaringeal karsinom CNE-2 hücrelerini öldürebilen bir arabinogalaktan izole etmişlerdir. Bu çalışma, KA'nın MDA-MB-231 hücrelerinde mitokondriyal membran potansiyelini azaltma etkisine sahip olduğunu bulmuş ve kaempferolün hücre proliferasyonunu inhibe ettiği ve apoptozu teşvik ettiği mekanizmalardan birinin mitokondriyal aracılı apoptotik yolak yoluyla elde edilebileceğini düşündürmüştür. MDA-MB-231 hücrelerinin KA ile indüklenen apoptozu ile mitokondriyal apoptoz sinyal yolu arasındaki ilişkiyi daha fazla araştırmak için, bu çalışmada Bcl-2, Bax, CytC, Cyclin D1 ekspresyonunun yanı sıra Caspase-3 ve Caspase-9 aktivitesi tespit edilmiştir.

Bcl-2 protein ailesi, anti apoptotik protein Bcl-2 ve pro apoptotik protein Bax'ı içerir. Mitokondriyal dış membran bütünlüğünün düzenleyicileri olarak, mitokondriyal apoptoz yolunun düzenlenmesinde önemli bir rol oynarlar. Apoptotik sinyali aldıktan sonra, sitoplazmadaki Bax mitokondriye yer değiştirir ve anti apoptotik protein Bcl-2, mitokondriden sitokrom C salınımına rehberlik ederek Caspase-9 öncüsünün kendi kendine aktivasyonunu teşvik eder. Aktive Caspase-9, Caspase-3'ü aktive ederek sonuçta hücre apoptozuna yol açar. Liu ve arkadaşları, KA'nın insan safra kesesi kanseri hücrelerinin çoğalmasını engellediğini ve mitokondriyal apoptoz yolu ile apoptozlarını indüklediğini bulmuşlardır. Bu çalışmada, KA'nın MDA-MB-231 hücrelerinde Bax ekspresyonunu artırdığını ve Bcl-2 ekspresyonunu azalttığını, mitokondriyal apoptoz yolu aracılığıyla CytC'nin sitoplazmaya salınmasını teşvik ettiğini ve bunun da ekspresyonun artmasına neden olduğunu gözlemledik. Aynı zamanda, mitokondriyal membran geçirgenliği artar, membran potansiyeli azalır, apoptotik faktörler serbest kalır, Caspase-3 ve Caspase-9'un aşağı akış aktivasyonunu tetikler ve sonuçta hücre apoptozuna yol açar. Ayrıca, apoptoz anormal hücre çoğalması ile yakından ilişkilidir ve hücre çoğalmasının ana nedeni anormal hücre döngüsüdür. Hücre döngüsünün önemli bir düzenleyici proteini olan Cyclin D1, hücrelerin G1 fazından S fazına geçişini teşvik edebilir, hücre döngüsü sürecini hızlandırabilir ve yukarı regülasyonu anormal hücre çoğalmasına neden olabilir, mitokondriyal membran potansiyelinde değişikliklere neden olabilir ve tümör gelişimine yol açabilir. Bu deneyin sonuçları, KA'nın MDA-MB-231 hücrelerinde apoptozla ilgili proteinler Cyclin D1 ve Bcl-2'nin ekspresyonunu azaltabileceğini, mitokondriyal membran potansiyelini azaltabileceğini, hücre proliferasyonunu inhibe edebileceğini ve hücre apoptozunu teşvik edebileceğini göstermektedir.

Özetle, bu çalışma kaempferolün in vitro üçlü negatif meme kanseri hücreleri üzerindeki antikanser etkisini ve belirli bir güvenliğe sahip olduğunu açıklığa kavuşturmuş ve KA'nın mitokondriyal apoptoz sinyal yolu aracılığıyla MDA-MB-231 hücrelerinin apoptozunu indükleme mekanizmasını netleştirmiştir. Daha sonra, KA'nın TNBC üzerindeki inhibitör etkisi in vivo deneyler yoluyla daha fazla incelenebilir ve KA'nın geliştirilmesi ve klinik uygulaması için deneysel temel sağlanabilir.