Farklı meme kanseri hücre hatlarında PFKFB1 gen ekspresyonlarının glukoz metabolizmasındaki rolünün araştırılması

Abstract

Meme kanseri dünya genelinde kadınları etkileyen en yaygın kanser türlerinden biridir. Meme kanseri de dahil olmak üzere tüm kanser türlerinde değişen metabolizma ayırt edici özellikler arasındadır. Meme kanserindeki metabolik değişiklikleri anlamak için kanser hücrelerinde en yaygın olarak kullanılan katabolit olan glukozun metabolize edilme yolları araştırılmaya devam edilmektedir. Kanser hücreleri metabolik ihtiyaçlarını karşılamak ve hayatta kalmak için oksijen varlığında bile aerobik glikolizi tercih etmekte, diğer yandan bazı kanser hücreleri ise özellikle belirli koşullar altında, ATP üretmek ve biyosentetik ihtiyaçları desteklemek için oksidatif fosforilasyon yapmaktadır. Bu çalışmada, aerobik glikoliz yolağında önemli bir hız sınırlayıcı enzim olan PFK-1'in aktivatörü olan F2,6BP'nin seviyesini düzenleyen PFKB1'in ekspresyon seviyelerinin farklı meme kanseri hücre hatlarında araştırılması hedeflenmiştir. Aynı zamanda glikolizde ve OXPHOS'ta görev alan önemli genlerin ekspresyon seviyeleri tespit edilmiş olup glukozun az ve fazla olduğu ortamlarda hücrelerin proliferasyonu incelenmiştir. Bulgularımız, PFKFB1 'in farklı moleküler alt tipteki meme hücre hatlarında düşük seviyelerde eksprese olduğunu göstermiştir. Düşük glukozlu ortamda yüksek glukozlu ortama göre yarı yarıya hücre canlılığı sergileyen hücre hattında PKM2 geninin az eksprese olması bu durumla ilişkilendirilmiş olup, düşük glukozlu ortamda bile yüzde yüze yakın canlılık sergileyen hücre hattının ise enerji kaynağı olarak glukoz yerine glutamini tercih ettiği fikrini ortaya koymuştur ve düşük glukozda daha az hücre ölümü gerçekleşen hücre hatlarında ise literatürdeki bulunan çalışmalar doğrultusunda aktiflenmiş mitokondriyal aktiviteyle ilişkilendirilmiştir. Kanser hücrelerinin çevre koşullarına adapte olup metabolizma profillerini yeniden düzenleyebilmesini; glukoza ulaşılabilirliği, farklı besin kaynaklarını kullanabiliyor olması, glikoliz ile OXPHOS arasında geçiş yapabilmesi ve bu yolaklarda sorumlu olan bir enzimin ekspresyon seviyelerindeki değişiklikler etkilemektedir.

Breast cancer is one of the most common types of cancer affecting women worldwide. Deregulating cellular metabolism is a hallmark of all cancer types, including breast cancer. To understand the metabolic changes in breast cancer, the ways in which glucose, the most widely used catabolite in cancer cells, is metabolized continues to be investigated. Cancer cells prefer aerobic glycolysis even in the presence of oxygen to meet their metabolic needs and survive, whereas some cancer cells, especially under certain conditions, use oxidative phosphorylation to generate ATP and support biosynthetic needs. In this study, we aimed to investigate the expression levels of PFKB1, which regulates the level of F2,6BP, an activator of PFK-1, an important rate-limiting enzyme in the aerobic glycolysis pathway, in different breast cancer cell lines. At the same time, the expression levels of important genes involved in glycolysis and OXPHOS were determined and the proliferation of cells was examined in glucose deficient and excessive environments. Our results showed that PFKFB1 was expressed at low levels in breast cell lines of different molecular subtypes. In the cell line that exhibited half the cell viability in the low glucose environment compared to the high glucose environment, the low expression of the PKM2 gene was associated with this situation. It was suggested that the cell line that exhibited almost one hundred percentage viability even in the low glucose environment preferred glutamine instead of glucose as an energy source. In the cell lines that experienced less cell death in low glucose, it was associated with activated mitochondrial activity according to the studies in the literature. The ability of cancer cells to adapt to environmental conditions and rearrange their metabolic profiles is affected by glucose accessibility, the ability to use different nutrient sources, the ability to switch between glycolysis and OXPHOS, and changes in the expression levels of an enzyme responsible for these pathways.