Hipoksi koşullarda kanser hücrelerinin glukoz metabolizması ve apoptozunun incelenmesi

Abstract

Kanser hücrelerinin birçoğu “Warburg etkisi” olarak adlandırılan normoksik koşullar altında bile daha çok hızlandırılmış glikolizle enerji üretmekte ve laktik asit fermantasyonu yapmaktadır. Apoptoz mekanizmasının tetiklenmemesi için yeniden programlanmış metabolizmadan faydalanırlar. Tez kapsamında, insan akciğer karsinoma hücreleri (A549), 5 mM glukoz (Gli 5), 25 mM glukoz (Gli 25) ve 10 mM galaktoz içeren (OKSFOS/aglisemik) normoksik ya da hipoksik ortamda inkübe edilerek, biyoenerjetik yolu ve apoptoz mekanizması incelenmiştir. HIF-1? stabilizasyonun 4. saatte maksimum seviyeye ulaştığı belirlenmiştir. Hem normoksi hem de hipoksi koşullarda glikolitik hücrelerin OKSFOS hücrelerine göre yaklaşık 20 kat fazla laktat ürettiği ve daha yüksek p-PDH/PDH oranına sahip olduğu tespit edilmiştir. Hipoksi ortamda inkübe edilen hücrelerde metabolik koşullardan bağımsız olarak, sitrat sentaz aktivitesinin normoksi ortama göre daha düşük olduğu belirlenmiştir. Gli 5 ve Gli 25 hücrelerinin normoksi altında ATP üretiminin hipoksideki Gli 5 ve Gli 25 hücrelerine göre daha fazla olduğu görülmüştür. OKSFOS hücreleri ise hipokside daha fazla ATP üretimi sergilemiştir. Hipoksi koşulda aglisemik OKSFOS hücrelerinin erken apoptoz (%15.5±7.1), kaspaz-3 (%6.1±0.9), kaspaz-9 (%30.4±0.9) aktivitesinde ve sitokrom c ekspresyon seviyesinde artış olurken, mitokondriyel membran potansiyelinde (%51.9 ±0.4) düşüş tespit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda HIF-1? tarafından düzenlenen yeniden metabolik programlamaya rağmen aglisemik ortamda oksidatif fosforilasyonun işlevsel hale geldiği ve apoptozun tetiklendiği belirlenmiştir. Bu veriler terapötik müdahalede hedeflerin belirlenebilmesi açısından önem taşımaktadır.