Asetil Habasid, Wnt sinyal yolağı aracılığıyla kolon kanseri HCT116 hücrelerinde apoptozu indükler
Kolon kanseri dünyadaki en ölümcül dördüncü kanserdir ve sindirim sisteminin yaygın bir kötü huylu tümörüdür. Genetik, obezite, egzersiz eksikliği ve sigara kullanımı kolon kanseri gelişimi için risk faktörleridir. Günümüzde, kolon kanseri için klinik uygulamada çoğunlukla cerrahi tedaviye güvenilmektedir. Kolon kanserinin erken evrelerinde tespit edilmesindeki zorluk nedeniyle, tanı konulduğunda en iyi cerrahi fırsat kaçırılmaktadır. Bu sırada, hastaların prognozlarını iyileştirmek için genellikle radyoterapi ve kemoterapiye ihtiyaçları vardır. Ancak, geleneksel kemoterapi ilaçları daha fazla yan etkiye sahipken, doğal ilaçlar daha az yan etkiye sahiptir ve daha ekonomiktir.

Ajuga ciliata Bunge, Lamiaceae familyasında yer alan ve çoğunlukla Hebei, Shandong, Shaanxi, Gansu, Sichuan ve Çin'in diğer bölgelerinde dağılım gösteren çok yıllık otsu bir bitkidir. Gynostemma pentaphyllum'un tüm bitkisi ilaç olarak kullanılabilir ve Çin halk tıbbında pulmoner ısı hemoptizi, travmatik yaralanma, bademcik iltihabı, farenjit gibi hastalıkları tedavi etmek için yaygın olarak kullanılır. Gynostemma pentaphyllum'daki 8-O-acetylharpagide (8-OA) içeriği en yüksektir. You ve arkadaşları tarafından yapılan önceki çalışmalara göre, asetil ramnosid güçlü anti-enflamatuar etkilere sahiptir ve kılcal damarlardaki erken enflamatuar eksüdayı hafifletebilir. Enflamatuar aracıların kendileri tümör ilerlemesinde düzenleyici bir rol oynayabildiğinden, asetil ramnosid enflamatuar yolak aracılığıyla anti-tümör etkiler gösterebilir. Buna ek olarak, Konoshima ve arkadaşları asetil ramnosidin farelerde nitrik oksit kaynaklı cilt kanseri üzerinde önemli bir inhibitör etkiye sahip olduğunu ve N-nitrosodietilamin ve fenobarbital tarafından indüklenen karaciğer kanseri hücrelerinin proliferasyonunu inhibe edebileceğini bulmuşlardır, bu da asetil ramnosidin potansiyel bir anti-tümör ilaç olabileceğini göstermektedir.

Bu çalışmanın amacı, asetilhababinin kolon kanseri HCT116 hücrelerine etki ettikten sonra bir dizi biyolojik davranış değişikliğini araştırarak asetilhababinin anti-tümör etkilerindeki rolünü keşfetmektir.

 

Kolon kanseri, her yıl dünya genelinde kansere bağlı ölümlerin yaklaşık 10%'sini oluşturmaktadır. Günümüzde kolon kanserinin ana tedavisi cerrahidir ve kemoterapi ve radyasyon tedavisi ile desteklenmektedir. İlerlemiş kemoterapi hastaları için kemoterapinin etkinliği düşüktür ve yan etkileri önemlidir, hayatta kalma süresi sadece yaklaşık 18 aydır. Son yıllarda, paklitaksel ve vinkristin de dahil olmak üzere bazı geleneksel kemoterapi ilaçları doğal bitkilerden elde edildiğinden, doğal bitkilerde anti-tümör ilaçların araştırılması önemli bir araştırma noktası haline gelmiştir.

Anti proliferasyon, antikanser ilaçların geliştirilmesi için önemli bir giriş noktasıdır. CCK8 yöntemi, asetil ramnosidin HCT116 hücreleri üzerindeki inhibitör etkisinin, üç zaman noktasında 0,91, 0,39 ve 0,39 mmol/L IC50 değerleri ile konsantrasyon süresine bağlı olduğunu göstermiştir; bu da asetil ramnosidin etkisini esas olarak ilk 48 saat içinde gösterdiğini işaret etmektedir. Ayrıca, asetil ramnosidin HCT116 hücrelerinin koloni oluşturma kabiliyetini önemli ölçüde azaltabildiği plaka klonlama deneyleri ile gösterilmiştir.

Tümör hücrelerinin çoğalma ve hayatta kalma yeteneği normal hücrelerden çok daha güçlüdür ve çoğu antikanser ilaç, hücre döngüsünün durmasını ve apoptozu indükleyerek tümör hücresi çoğalmasını engelleyebilir. Hücre ölümü sürecinde, genellikle reaktif oksijen türlerinin seviyelerinin artması, sistein proteaz aktivasyonu ve kromatin yoğunlaşması gibi fenomenler vardır. Bunlar arasında, mitokondriyal transmembran potansiyelinin kaybı, apoptozun indüklenmesinde önemli bir adım olan sitokrom c'nin mitokondriden sitoplazmaya salınmasına neden olur. Bax ve Bcl2, sitokrom c salınımı ve aşağı akış kaspaz proteinlerinin aktivasyonu için çok önemlidir. Akış sitometrisi analizi ile asetil ramnosidin kolon kanseri HCT116 hücrelerinin hücre döngüsünü doza bağlı olarak etkileyebildiğini, G1 fazında hücre döngüsünün durmasına neden olduğunu ve hücre apoptoz oranını önemli ölçüde artırdığını bulduk.

Araştırmalar, Wnt sinyal yolunun kolon kanseri gelişimi ile yüksek oranda ilişkili olduğunu doğrulamıştır. Bunlar arasında β - catenin, klasik Wnt yolunda anahtar bir moleküldür ve E-cadherin/β - catenin kompleksi, hücreler arası yapışmayı stabilize etmeye yardımcı olarak hücre istilasını ve metastazı azaltır. Tümör hücrelerinde β - catenin, kanser hücresi çoğalması, döngüsü, apoptoz, göç, invazyon ve ilaç direnci ile ilgili gen transkripsiyonunu aktive ederek tümörlerin kötü huylu çoğalmasına yol açabilir. Ayrıca, β - catenin'in kanserin önlenmesi ve tedavisi için umut verici bir hedef olduğu kanıtlanmıştır. Birçok doğal ürün, esas olarak fosforilasyon, ubikitinasyon ve nükleer translokasyonunun inhibisyonu yoluyla β - catenin sinyalinin inhibitörleri olarak hareket edebilir. Doğal ürün inhibitörleri, in vitro ve in vivo çeşitli tümör modellerinde iyi önleyici ve terapötik etkiler göstermiştir. β - catenin, çekirdekte aşağı akış molekülü Myc'nin ekspresyonunu teşvik edebilir. Myc onkogen ailesine aittir ve çekirdekte temel nükleer transkripsiyon faktörlerini kodlar, esas olarak hücre büyümesi, proliferasyon, farklılaşma, döngü, metabolizma, apoptoz vb. düzenlenmesinde rol oynar. Memelilerde, Myc protein ailesi üç kategori içerir: c-Myc, n-Myc ve l-Myc. c-Myc genomik instabilite ve tümörigenez ile ilişkilidir. Sakin hücrelerde c-Myc ekspresyon seviyesi düşüktür ve hücre hücre döngüsüne girdiğinde c-Myc ekspresyonu hızla birkaç kat artar. Buna ek olarak, kolon kanserlerinin yaklaşık 70%'sinde c-Myc proteininin önemli ölçüde yukarı regülasyonu bulunmuştur ve bu da c-Myc ile kolon kanserinin malignitesi arasında pozitif bir korelasyon olduğunu göstermektedir.

Bu deneyde, asetil ramnosid tarafından indüklenen HCT116 hücrelerinde 1921 yukarı regüle edilen gen ve 2208 aşağı regüle edilen gen dahil olmak üzere 4129 farklı şekilde ifade edilen geni tanımlamak için yüksek verimli transkriptom dizileme kullanılmıştır. Diferansiyel olarak ifade edilen genler temel olarak hücre büyümesi, hücre döngüsü, hücre istilası, hücre bağışıklığı, oksidatif stres, hücre metabolizması, moleküler taşıma ve hücre ölüm yolları ile ilgiliydi. Diferansiyel olarak ifade edilen genler KEGG veri tabanı ile birlikte analiz edildikten sonra, asetil ramnosidin HCT116 hücrelerinde Wnt sinyal yolunu önemli ölçüde etkilediği bulunmuştur. β - catenin ve c-Myc'nin önemli ölçüde aşağı regülasyonu, asetil ramnosid ve kontrol grubunun gen ekspresyonu ve protein tespiti yoluyla doğrulanmıştır. Asetil ramnosid ve Wnt küçük molekül inhibitörü XAV939 kombinasyonu HCT116 kolon kanseri hücrelerinin büyümesini daha da inhibe ederek Wnt/β - catenin yolağının HCT116'nın ilaç direncine de aracılık ettiğini göstermiştir. Wnt/β - catenin yolunun inhibe edilmesi asetil ramnosidin anti-tümör aktivitesini önemli ölçüde artırabilir.

Bu çalışma, asetil ramnosidin kolon kanseri hücre hattı HCT116'nın proliferasyon aktivitesini etkili bir şekilde inhibe edebileceğini göstermiştir. Genomik testler, hücrelerin Wnt/β - catenin sinyal yolunda önemli farklılıklar ortaya koymuştur; bu da asetil ramnosidin Wnt/β - catenin sinyal yolunu düzenleyerek normal hücre büyümesini inhibe edebileceğini, ayrıca hücre apoptozunu ve döngü durmasını indükleyerek tümör hücresi büyümesini inhibe edebileceğini düşündürmektedir. Bununla birlikte, bu spekülasyon daha fazla kanıt gerektirmektedir ve spesifik etki mekanizması daha derinlemesine araştırma gerektirmektedir.