Seramid tarafından kronik miyeloid lösemi hücrelerinin çoğalmasının inhibisyonunun düzenlenmesinde glikolizin katılımı üzerine çalışma
Kronik miyelojenöz lösemi (KML) kemik iliği hücrelerinin klonal proliferatif bir lösemisidir ve yetişkin lösemi vakalarının yaklaşık 15%'sini oluşturur. Yıllık görülme oranı 2/100000 olup, 50~55 yaşlarındaki kişilerde yüksektir. Kronik miyeloid lösemi, Philadelphia kromozom translokasyonu yoluyla BCR-ABL1 füzyon proteini oluşumu ile ilişkili bir tümördür. Şu anda, tirozin kinaz inhibitörü (TKI) hedefli ilaçlar esas olarak tedavi için kullanılmaktadır ve bu da KML hastalarının prognozunu önemli ölçüde iyileştirebilir. Bununla birlikte, BCR-ABL1 onkogeninin tirozin kinaz geninin instabilitesinin neden olduğu TKI direncinin nüks sorunu hala mevcuttur. Geleneksel Çin tıbbının KML üzerinde kemoterapi etkinliğini arttırmak ve vücudun bağışıklık fonksiyonunu iyileştirmek gibi terapötik etkileri vardır. Geleneksel Çin tıbbında anti KML öncü bileşiklerinin keşfedilmesi ve etki mekanizmalarının analiz edilmesi, KML tedavisi için yeni fikirler ve deneysel temeller sağlayabilir.

Geleneksel Çin tıbbı bitkisi Spartina alterniflora'nın dal ve yapraklarından elde edilen Rocaglamide (RocA), siklopentan benzofuran iskeleti içeren doğal bir üründür. Öksürük ve astım gibi solunum yolu hastalıklarını önleme ve tedavi etme, iltihaplı cilt hastalıkları, anti-enflamatuar etkiler, ilaç hasarını azaltma, nöroproteksiyon ve anti-tümör etkileri gibi işlevlere sahiptir. Önceki çalışmalar seramidin nanomolar konsantrasyonlarda tümör hücrelerinin büyümesini ve çoğalmasını engellediğini bulmuştur. Anti-tümör mekanizması temel olarak tümör hücrelerinin translasyon başlatma faktörleri eIF4E ve eIF4A'yı inhibe etmeyi, ATM/ATR-Chk1/CHK2 kontrol noktası yolunu aktive ederek hücre döngüsünü bloke etmeyi ve normal hücrelerin MAPK p38 ve JNK yollarını etkilemeden tümör hücrelerini aktive etmeyi içerir. Son çalışmalar, sülfonamidin kemoterapi etkinliğini artırabileceğini ve lösemi hücrelerinin duyarlılığını artırabileceğini bulmuştur. Çok sayıda çalışma, sülfonamidin anti-tümör ilaçlarının geliştirilmesi için aday küçük moleküllü bir bileşik olarak büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.

Bazı tümör hücreleri, hayatta kalmak ve hızlı çoğalmak için enerji ve biyosentetik ihtiyaçlarını karşılamak üzere metabolik değişikliklere uğrar ve aerobik glikoliz seviyelerindeki artış (yani Wolberg etkisi) tümör hücrelerinin metabolik belirteçlerinden biridir. Aerobik glikoliz, lösemide seçici müdahale için önemli bir hedef haline gelmiştir. Sülfonamidin KML glikolizini düzenleyerek KML proliferasyonunu inhibe edip etmediği açık değildir. Bu makale, seramidin KML hücre proliferasyonu ve glikoliz üzerindeki etkilerini araştırmak ve seramid ile KML hücre proliferasyonunun inhibisyonunda aerobik glikolizin düzenleyici rolünü keşfetmek için bir hücre modeli olarak KML hücre hattı K562'yi kullanmaktadır.
Melitamid, pirinç orkidesinden elde edilen ve anti-tümör etkileri olan aktif bir maddedir. Bu makale, sülfonamidin aerobik glikoliz yoluyla K562 hücrelerinin çoğalmasını inhibe edip etmediğini araştırmaktadır. MTT testinin sonuçları, K562 hücrelerinin büyümesinin ve çoğalmasının Melitamid tarafından zamana ve konsantrasyona bağlı bir şekilde önemli ölçüde inhibe edildiğini ve K562 hücrelerinin çoğalmasını inhibe etmek için IC50'nin nanomolar seviyeye ulaştığını göstermiştir. Akış sitometrisi teknolojisinin kullanımı, azepamın hücre döngüsünün G2/M fazını bloke ederek K562 hücrelerinin çoğalmasını engellediğini ve apoptozu indüklediğini göstermiştir.
Tümör hücreleri, Warburg etkisi olarak bilinen aerobik koşullar altında hala yüksek düzeyde glikoz alımı, glikoliz ve laktat seviyeleri sergilemektedir. Transkripsiyon faktörü c-Myc, hücre çoğalması, hücre sağkalımı, doku yeniden şekillenmesi ve anjiyogenez gibi hücresel işlevlerin düzenlenmesinde yaygın olarak yer alır ve ayrıca tümör hücrelerinin metabolik yeniden programlanmasını başlatır. c-Myc, glikoz taşıyıcılarını ve neredeyse tüm glikolitik enzimleri yukarı doğru düzenler, böylece tümör hücresi glikoz metabolizmasını teşvik eder. 13C etiketli glukoz, c-Myc'nin Burkitt lenfoma ve c-Myc'ye bağlı karaciğer kanserinde glukoz tüketimini teşvik ettiğini göstermiştir. Araştırmalar, c-Myc'nin sadece glikolizde yer alan bir metabolik madde değil, aynı zamanda anjiyogenez, bağışıklıktan kaçış, hücre göçü, metabolik talep ve diğer kanserojen etkilerin desteklenmesine de katılan laktat salgılanmasını teşvik ettiğini bulmuştur. K562 hücrelerinin glukoz açlığı tedavisi ile glukozun çıkarılmasının laktat üretim seviyesini ve c-Myc'nin protein ekspresyon seviyesini azalttığını ve K562 hücrelerinin çoğalmasına elverişli olmadığını bulduk. Bu, K562 hücrelerinin büyümesinin ve çoğalmasının glikoz tedarikine bağlı olduğunu doğrulamakta ve K562 hücrelerindeki c-Myc seviyeleri ile glikoz seviyeleri arasındaki korelasyonu yansıtmaktadır. Açlık koşulları altında, glukozun çıkarılmasından sonra formamidin K562 hücreleri üzerindeki göreceli inhibisyon oranının glukoz eklenen gruptan daha düşük olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, formamidin K562 hücre büyümesini inhibe etmesinin kısmen glikoza bağlı olduğu, yani formamidin glikoz kaynağı olmadan K562 hücrelerinde büyüme inhibisyonunu daha fazla indükleyemeyeceği tahmin edilmektedir. Melitamid ayrıca K562 hücrelerinin süpernatantındaki glukoz tüketimini ve laktat üretim seviyelerini önemli ölçüde azaltmıştır, bu da Melitamid'in K562 hücrelerinde aerobik glikolizi inhibe ettiğini göstermektedir.
Hekzokinaz 2 (HK2), tümör hücrelerinin yüksek hızlı aerobik glikolizini sürdürmek ve tümör hücrelerinin hızlı çoğalması için enerji sağlamak üzere dış mitokondriyal membrana bağlanabilen tümör hücresi glikolizinde spesifik bir anahtar enzimdir. Araştırmacılar, fare modellerini kullanarak HK2'nin meme kanseri, akciğer kanseri ve diğer tümörlerin oluşumunda ve gelişiminde önemli bir rol oynadığını; Hekzokinaz 1'in (HK1) yetişkin dokularda yaygın olarak ifade edildiğini ve hekzokinazın bir housekeeping alt tipi olarak kabul edildiğini; Fosfofruktokinaz P'nin (PFKP) kanserin başlamasında ve metastazında çok önemli bir rol oynadığını doğruladılar. Bazı çalışmalar, PFKP'nin meme kanseri ve akciğer kanseri için tanısal bir belirteç veya ilaç hedefi olma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir; Piruvat kinaz 2 (PKM2), normal çoğalan hücreler, embriyonik hücreler ve özellikle tümör hücreleri gibi yüksek nükleik asit sentez oranlarına sahip tüm hücrelerde eksprese edilir; Laktat dehidrojenaz A (LDHA), piruvat ve L-laktik asidin karşılıklı dönüşümünü katalize eder. Birçok insan tümör hücresinin LDHA seviyesi normal hücrelerden daha yüksektir. LDHA'nın inhibe edilmesi baş ve boyun kanseri, pankreas kanseri, rahim ağzı kanseri ve prostat kanseri gibi tümör hücrelerinin çoğalmasını azaltabilir. Seramidin K562 hücrelerinde HK2, HK1, PFKP, PKM2, LDHA ve onkojenik transkripsiyon faktörü c-Myc'nin protein ifade düzeyleri üzerindeki etkilerini analiz ettik ve seramidin HK1, PFKP, PKM2 ve LDHA'nın protein ifade düzeylerini neredeyse hiç düzenlemediğini, ancak c-Myc ve HK2'nin protein ifade düzeylerini önemli ölçüde düşürdüğünü bulduk. Melinamidin anti-K562 hücre aktivitesini c-Myc ve HK2'yi aşağı regüle ederek ve aerobik glikoliz yolaklarını inhibe ederek gerçekleştirdiğini düşünüyoruz. c-Myc ve HK2 arasındaki düzenleyici ilişkinin daha fazla araştırılması gerekmektedir.