Taraxacum polisakkaritinin PI3K/Akt/GSK-3 β yolağına dayalı olarak üçlü negatif meme kanseri hücrelerinin göçü ve invazyonu üzerindeki etkileri
Üçlü negatif meme kanseri (TNBC), meme kanserinin tüm negatif alt tipleri olan östrojen reseptörü (ER), progesteron reseptörü (PR) ve insan epidermal büyüme faktörü reseptörü-2'dir (HER2) ve tüm meme kanseri türlerinin yalnızca 15% ~ 20%'sini oluşturur. Bununla birlikte, yüksek malignitesi, güçlü invazyonu ve spesifik hedefe yönelik ilaçların eksikliği nedeniyle, diğer meme kanseri türlerine göre nüks ve metastaza daha yatkındır ve prognozu daha kötüdür. Günümüzde, cerrahi, radyoterapi ve kemoterapi TNBC için hala ana tedavi yöntemleridir, ancak ameliyattan sonra nüks ve metastaz riski hala vardır. Kemoterapi ilaçlarının ciddi toksik yan etkileri vardır ve ilaç direncine eğilimlidirler. Bu nedenle, yeni ve etkili hedefe yönelik ilaçların araştırılması, ilaç etki moleküler hedeflerinin taranması ve ilaç hedefli anti-tümör moleküler mekanizmalarının aydınlatılması, TNBC'nin klinik tedavisi için şüphesiz etkili stratejilerdir.

Son yıllarda geleneksel Çin tıbbı, hedefe yönelik anti-tümör ilaçların önemli bir kaynağı haline gelmiştir. Genel anti-kanser ilaçları ile karşılaştırıldığında, geleneksel Çin bitkisel ilaçları ve aktif bileşenleri çok hedefli ve çok yollu sinerjik anti-kanser farmakolojik aktivite özelliklerine sahiptir ve vücut tarafından kolay emilim ve kullanım, düşük toksisite ve yan etki avantajlarına sahiptir. Giderek anti-kanser ilaçlarının araştırılması ve geliştirilmesinde önemli bir nokta haline gelmişlerdir. Geleneksel bir Çin ilacı olan karahindiba, Taraxacum monogolicum Hand'in kuru bütün bir bitkisidir. Mazz, Asteraceae familyasından bir bitki ve T. boroisinense Kitam (veya aynı türden diğer bitkiler). Isıyı temizleme ve detoksifiye etme, şişliği azaltma ve nodülleri dağıtma ve diürez ve drenajı teşvik etme etkilerine sahiptir. Göğüs apsesi, skrofula ve ödem gibi hastalıkları tedavi etmek için kullanılabilir. Geleneksel Çin tıbbı klinik araştırmaları, karahindibanın meme kanseri, mide kanseri ve diğer kötü huylu tümörlerin tedavisinde önemli bir etkiye sahip olduğunu bulmuştur. Modern klinik ve farmakolojik çalışmalar, karahindiba ve aktif bileşenlerinin sadece anti-enflamatuar ve antioksidan etkiler gibi farmakolojik aktivitelere sahip olmadığını, aynı zamanda daha önemli anti-tümör etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Karahindiba polisakkaridi (DP), karahindiba köklerinden ekstrakte edilen, glikoz, galaktoz, arabinoz, mannoz, ramnoz ve glukuronik asitten oluşan bir polisakkarittir. Anti-tümör, antibakteriyel, anti-inflamatuar, antioksidan, hipoglisemik ve bağışıklık güçlendirme gibi farmakolojik aktivitelere sahiptir. Şu anda, araştırmalar DP'nin anti-tümör farmakolojik aktivitesini çoklu hedefler ve yollar aracılığıyla uygulayabildiğini bulmuştur. DP, hipoksi indüklenebilir faktör-1 alfa (HIF-1 alfa) ve vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF) proteinlerinin ekspresyonunu azaltarak karaciğer kanseri anjiyogenezini in vitro ve in vivo olarak inhibe edebilir. DP ayrıca demir taşıyıcılarının (Ferroporin) ve demir yanığının ekspresyonunu azaltarak karaciğer kanseri demir metabolizmasını inhibe edebilir, böylece HepG2 ve Huh7 hücrelerinin büyümesini baskılayabilir. Aynı zamanda DP, karaciğer kanseri taşıyan farelerin tümör dokularında demir birikimini önemli ölçüde azaltabilir. Meme kanserinde DP, insan meme kanseri MCF-7, SK-BR-3 ve T47D hücreleri üzerindeki inhibitör etkisini hücre proliferasyonunu inhibe ederek elde edebilir. Bununla birlikte, DP'nin TNBC karşıtı etkileri hakkında herhangi bir rapor bulunmamaktadır ve anti-tümör moleküler mekanizması hala belirsizdir.
Fosfatidilinositol 3-kinaz (PI3K)/protein kinaz B (Akt) sinyal yolağının anormal aktivasyonunun TNBC'nin büyümesi, göçü, invazyonu ve epitelyal mezenkimal geçişiyle (EMT) yakından ilişkili olduğu doğrulanmıştır. PI3K, hücre dışı sinyal uyarımı ile aktive edilebilen hücre içi bir fosfoinositol kinazdır. Aktive edilmiş PI3K, Akt proteinini hücre membranına çeker ve bu da Akt proteinini aktive eder. Aktive Akt, aşağı akış substratı glikojen sentaz kinaz-3 β'yı (GSK-3 β) fosforile ederek GSK-3 β'yı inaktive eder. İnaktive GSK-3 β, çoklu sinyal yolaklarına katılır ve tümör hücresi proliferasyonunu, ilaç direncini, migrasyonu ve invazyonu indükleyerek onu oldukça umut verici bir ilaç hedefi haline getirir. Şimdiye kadar, çok sayıda GSK-3 β inhibitörü sentezlenmiştir, ancak çoğu inhibitörün zayıf seçiciliği ve yan etkileri nedeniyle, sadece birkaçı klinik çalışmalara girmiştir. Bu nedenle, etkili ve düşük toksisiteli PI3K/Akt/GSK-3 β inhibitörlerinin araştırılması TNBC tedavisi için büyük önem taşımaktadır. EMT, tümör hücrelerinin göçü ve invazyonunda kilit bir süreçtir. Bu süreç sırasında, tümör hücreleri arasındaki yapışma zayıflar, epitel hücre özellikleri azalır ve stromal hücre özellikleri artarak kan dolaşımına girmelerine ve diğer organları istila etmelerine izin verir. Moleküler düzeyde, epitel benzeri belirteç E-cadherin'in ekspresyonunda azalma ve mezenkimal belirteçler N-cadherin ve vimentin'in ekspresyonunda artış, hücresel EMT'nin meydana geldiğini gösterir. Bu nedenle, EMT'yi engelleyen ilaçların araştırılması, TNBC göçünü ve invazyonunu önlemek için gerekli bir koşul haline gelmiştir.
Bu nedenle, PI3K/Akt/GSK-3 β sinyal yolunu temel alan bu çalışma, araştırma nesnesi olarak insan üçlü negatif meme kanseri MDA-MB-231 hücresini almıştır. DP'nin insan meme kanseri MDA-MB-231 hücrelerinin çoğalması, göçü, istilası ve EMT üzerindeki etkilerini gözlemleyerek, bu çalışma DP'nin TNBC'ye karşı temel moleküler hedeflerini analiz etti ve ardından DP'nin TNBC hücrelerinin çoğalmasını, göçünü ve istilasını inhibe eden olası moleküler düzenleyici mekanizmasını araştırdı, meme kanserinin DP tedavisi için farmakolojik temel ve bilimsel referans sağlamayı ve meme kanserinin klinik tedavisi için bilimsel bir teorik temel oluşturmayı amaçladı.

 

TNBC, nüks ve metastaza eğilimli, güçlü heterojeniteye sahip ve etkili terapötik hedeflerden yoksun, oldukça invaziv bir meme kanseridir. Bu nedenle, TNBC migrasyonu ve invazyonunu yönlendiren potansiyel moleküler mekanizmaların derinlemesine analizi ve etkili ve düşük toksisiteli anti-tümör ilaçların geliştirilmesi, TNBC'nin klinik tedavisi için etkili stratejilerdir. Birçok geleneksel Çin tıbbı ekstraktının ve aktif bileşeninin birden fazla yolağa, hedefe, yüksek verimliliğe ve düşük toksisiteye sahip anti-tümör aktiviteleri olduğu bulunmuştur. Araştırmalar, DP'nin HIF-1 α ve VEGF ekspresyonunu azaltarak karaciğer kanseri anjiyogenezini inhibe edebileceğini göstermiştir; Ayrıca, DP sadece insan meme kanseri SK-BR-3 ve T47D hücrelerinin proliferasyonunu inhibe etmekle kalmaz, aynı zamanda insan meme kanseri MCF-7 hücrelerinin proliferasyonunu da inhibe edebilir ve apoptoz ile ilgili proteinler P53 ve Bcl-2'nin ekspresyonunu aşağı düzenleyerek ve Bcl-2 ilişkili x proteininin (Bax) ekspresyonunu yukarı düzenleyerek hücre apoptozunu indükleyebilir. Bu çalışma, DP'nin TNBC'ye karşı farmakolojik aktiviteye sahip olduğunu ilk kez ortaya koymuş ve DP'nin MDA-MB-231 hücrelerinin çoğalmasını, göçünü ve istilasını engelleyebildiğini, normal meme epitel hücreleri MCF-10A için ise önemli bir toksisite göstermediğini ortaya koymuştur.

PI3K/Akt sinyal yolu, malign tümör hücrelerinin proliferasyonu, apoptozisi, migrasyonu, invazyonu ve anjiyogenezinde önemli bir düzenleyici rol oynamaktadır. PI3K/Akt sinyal yolunun anormal aktivasyonu en yaygın karsinojenik faktörlerden biridir. Üçlü negatif meme kanserinde, hastaların yaklaşık 25%~30%'si PI3K/Akt aktivasyon mutasyonlarına sahiptir, bu da PI3K/Akt sinyal yolunun TNBC tedavisi için etkili bir hedef olabileceği anlamına gelir. PI3K/Akt sinyal yolunun aktive edilmesinin MCF-7 ve BT-20 meme kanseri hücrelerinin hücre çoğalmasını, göçünü ve istilasını teşvik edebileceği, PI3K/Akt sinyal yolunun inhibe edilmesinin ise meme kanseri hücrelerinin otofajisini ve apoptozunu indükleyebileceği gösterilmiştir. Bu çalışmada, DP'nin MDA-MB-231 hücrelerinde p-PI3K ve p-Akt proteinlerinin ekspresyon seviyelerini aşağı regüle edebileceğini bulduk, bu da DP'nin bu hücrede PI3K/Akt sinyal yolunun aktivasyonunu inhibe edebileceğini düşündürmektedir. Ayrıca, GSK-3, PI3K/Akt'ın aşağı akış substratıdır. GSK-3, GSK-3 α ve GSK-3 β olmak üzere iki ana alt tipi olan bir serin/treonin protein kinazdır. GSK-3 α esas olarak glikojen metabolizması sürecinde yer alır ve GSK-3 β kanser süreciyle yakından ilişkilidir. Meme kanseri de dahil olmak üzere birçok kanserde aşırı eksprese edilir. P-Akt, GSK3 β'yı fosforile edebilir ve böylece tümör hücresi proliferasyonunu, migrasyonunu ve invazyonunu teşvik edebilir. Bu nedenle, PI3K/Akt/GSK-3 β sinyal yolunun aktivitesini inhibe etmek, tümör hücresi proliferasyonunu, migrasyonunu ve invazyonunu baskılamak için çok önemlidir. Bu çalışmada DP'nin MDA-MB-231 hücrelerinde GSK-3 β proteininin ekspresyonu üzerindeki etkisi gözlemlenmiş ve sonuçlar DP'nin MDA-MB-231 hücrelerinde p-GSK-3 β proteininin ekspresyon seviyesini önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. DP'nin MDA-MB-231 hücrelerinin proliferasyonunu, migrasyonunu ve invazyonunu inhibe ettiği moleküler mekanizmanın PI3K/Akt/GSK-3 β sinyal yolağının bloke edilmesiyle ilişkili olabileceği sonucuna varılabilir.

EMT süreci, hücreler arası bağlantılardaki yapısal değişikliklerle ilişkili olan tümör hücresi göçü ve invazyonu için önemli mekanizmalardan biridir. Moleküler düzeyde, epitel benzeri belirteç E-cadherin'in ekspresyonunda azalma ve mezenkimal belirteçler N-cadherin ve Vimentin'in ekspresyonunda artış, hücresel EMT sürecinin meydana geldiğini gösterir. EMT süreci sırasında, tümör hücreleri sabit olmayan epitelyal fenotipten aktif ve invaziv mezenkimal fenotipe geçiş yapar. EMT süreci aktive olduğunda, tümör hücreleri sıkı bağlantıların çözülmesi, apikal bazal polaritenin bozulması ve hücre iskeleti yapısının yeniden şekillenmesi gibi bir dizi değişikliğe uğrar ve bunların hepsi tümör hücresi göçü ve istilası için faydalıdır. TNBC in vitro ve in vivo çalışmaları, Akt/GSK-3 β sinyal yolağının inhibe edilmesinin E-cadherin ekspresyonunu etkili bir şekilde artırabildiğini ve N-cadherin ve Vimentin ekspresyon seviyelerini azaltabildiğini, böylece EMT sürecini tersine çevirebildiğini göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları, MDA-MB-231 hücrelerinde DP'nin E-cadherin ekspresyonunu arttırdığını ve doza bağlı bir şekilde N-cadherin ve Vimentin ekspresyon seviyelerini düşürdüğünü göstermiştir, bu da DP'nin bu hücrede EMT sürecini önleyebileceğini göstermektedir.

Sonuç olarak, DP, MDA-MB-231 hücrelerinin çoğalmasını, göçünü, istilasını ve EMT'sini önemli ölçüde inhibe edebilir, bu da PI3K/Akt/GSK-3 β sinyal yolunu inhibe ederek elde edilebilir, bu da DP'nin potansiyel yeni bir anti meme kanseri ilacı olması için yeni bir hedefleme temeli sağlar. Mevcut çalışmalar DP'nin meme kanseri karşıtı etkisini birden fazla kanal ve hedef aracılığıyla göstermesine rağmen, meme kanseri proliferasyonu, migrasyonu ve invazyonunun moleküler düzenleme mekanizması karmaşıktır ve meme kanseri karşıtı etkisinin spesifik mekanizmasının daha fazla araştırılması gerekmektedir. Ayrıca, bu çalışma DP'nin PI3K/Akt/GSK-3 β sinyal yolunu baskılayarak TNBC hücre proliferasyonunu, migrasyonunu, invazyonunu ve EMT'yi inhibe ettiğine dair sadece in vitro deneysel kanıtlar sunmaktadır. DP'nin TNBC karşıtı etkisinin moleküler mekanizmasını daha fazla ortaya çıkarmak için daha fazla hayvan in vivo deneyine ihtiyaç vardır.