MCF-7 Meme Kanseri Hücre Hattında, Timokinon ve Betain Kombinasyonunun Apoptoz Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Kanser, dünya genelinde en önemli ölüm nedenlerinden biri olup, kontrolsüz hücre çoğalması, apoptozdan kaçış, invazyon ve metastaz gibi biyolojik süreçlerle karakterizedir. Genetik mutasyonlar ve epigenetik değişiklikler, tümör gelişimi ve ilerlemesinde kilit rol oynarken, bu mekanizmaların hedeflenmesi yeni tedavi stratejileri için yeni tedavi hedefleri sunar. Kemoterapi ve radyoterapinin tehlikeli yan etkilerine karşın, tıbbi bitkilerden elde edilen bileşiklerin daha düşük toksisite ile normal hücrelere zarar vermeden kanser gelişimini engelleyebilecek potansiyel tedavi ajanları sunduğu çalışmalarca gösterilmiştir. Nigella sativa bitkisinden elde edilen timokinonun (TQ) tümör büyümesi, çoğalması, metastaz ve anjiyogenezi engelleyerek apoptozu indükleyen çok hedefli antikanser etkiler göstermektedir. Ayrıca, meta-analizler ve klinik çalışmalar Betain'in yüksek dozlarda çeşitli kanser türlerinde tümör insidansını azaltarak apoptozu indüklediğini, gen ekspresyonunu düzenlediğini ve inflamatuar sitokinleri baskılayarak, antikanser etki gösterebildiğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, TQ ve Betain kombinasyonunun MCF-7 meme kanseri hücre hattında apoptoz ve anti-apoptoz mekanizmaları üzerindeki etkilerini araştırmayı, bu süreçlerde görev alan moleküler yolakları anlamayı ve bu bileşiklerin olası koruyucu etkilerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Hücrelerin canlılık durumunu değerlendirmek ve IC50 değeri elde etmek için MTT testi uygulanmıştır. Bu çalışmada, TQ, Betain, TQ+Betain kombinasyonu ve DTX uygulamalarının Kaspaz-8, Kaspaz-9, Ki-67, p21, MMP-2, MMP-9 ve NF-κB düzeyleri üzerindeki etkileri kontrol grubu ile karşılaştırılarak ELISA veya qPCR analizleri ile tespit edilmiştir. MCF-7 kanser hücrelerinde uygulanan TQ, Betain, TQ+Betain ve DTX tedavileri, Kaspaz 8 ve Kaspaz 9 konsantrasyonlarında kontrol grubuna kıyasla son derece anlamlı artışlar sağlamıştır. Kombinasyon tedavisi, NF-κB ve MMP-2 gen ekspresyonlarını önemli ölçüde artırırken, kombinasyona kıyasla TQ ve Betain'in tek başlarına daha az etkiye sahip olmuştur. P21 gen ekspresyonunda, kombinasyon grubu en belirgin artışı sağlamıştır. MMP-9 gen ekspresyonunda, TQ+Betain kombinasyonu önemli bir azalma sağlarken, TQ ve Betain tek başlarına kontrol grubuna göre daha fazla azalma sağlamıştır. Ki-67 gen ekspresyonunda, TQ+Betain kombinasyon tedavisi sonucunda önemli oranda azalma gözlenmiştir. Bu bulgular, TQ ve Betain kombinasyonunun biyobelirteçler üzerinde sinerjik etkiler oluşturabileceğini ve potansiyel terapötik uygulamalar için umut vadettiğini göstermektedir. Bu araştırma, TQ ve Betain kombinasyonunun meme kanseri hücrelerinde apoptoz üzerinde önemli etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Kombinasyon tedavisi Kaspaz-8, Kaspaz-9, MMP-9, Ki-67 ve p21 markerleri üzerinde olumlu etkiler göstermiştir. Mevcut bulgular, TQ ve Betain kombinasyonun meme kanseri tedavisinde potansiyel bir terapötik rolünün varlığını ortaya koymaktadır. Ancak, kombinasyonun kanser türleri üzerindeki terapötik etkisinin daha detaylı araştırılması ve klinik bağlamda uygulanabilirliğin doğrulanması için daha fazla klinik ve hayvan çalışması gerekmektedir. Gelecek araştırmalar, TQ ve Betain kombinasyonunun başta meme kanseri olmak üzere birçok kanser türündeki terapötik rolünü daha iyi anlamaya ve potansiyel klinik çalışmaları değerlendirmeye katkı sağlayacaktır.Cancer is one of the leading causes of death worldwide and is characterized by biological processes such as uncontrolled cell proliferation, evasion of apoptosis, invasion, and metastasis. Genetic mutations and epigenetic changes play a key role in tumor development and progression, and targeting these mechanisms offers new therapeutic targets for novel treatment strategies. Despite the dangerous side effects of chemotherapy and radiotherapy, studies have shown that compounds derived from medicinal plants offer potential therapeutic agents that can inhibit cancer development with lower toxicity and without harming normal cells. Thymoquinone (TQ) derived from the Nigella sativa plant exhibits multi-targeted anticancer effects by inducing apoptosis and inhibiting tumor growth, proliferation, metastasis, and angiogenesis. Furthermore, meta-analyses and clinical studies have revealed that Betaine, at high doses, induces apoptosis, regulates gene expression, and suppresses inflammatory cytokines, thereby exhibiting anticancer effects by reducing tumor incidence in various cancer types. This study aims to investigate the effects of the TQ and Betaine combination on apoptosis and anti-apoptotic mechanisms in the MCF-7 breast cancer cell line, to understand the molecular pathways involved in these processes, and to evaluate the potential protective effects of these compounds. The MTT assay was performed to assess cell viability and obtain the IC5 value. In this study, the effects of TQ, Betaine, TQ+Betaine combination, and DTX applications on caspase-8, caspase-9, ki-67, p21, MMP-2, MMP-9, and NF-κB levels were determined by ELISA or qPCR analyses and compared with the control group. TQ, Betaine, TQ+Betaine, and DTX treatments applied to MCF-7 cancer cells resulted in highly significant increases in caspase 8 and caspase 9 concentrations compared to the control group. Combination therapy significantly increased NF-κB and MMP-2 gene expression, while TQ and Betain alone had less effect compared to the combination. The combination group showed the most pronounced increase in P21 gene expression. In MMP-9 gene expression, the TQ+Betain combination caused a significant decrease, while TQ and Betain alone caused a greater decrease compared to the control group. A significant decrease was observed in Ki-67 gene expression as a result of the TQ+Betain combination therapy. These findings show that the combination of TQ and Betain can create synergistic effects on biomarkers and show promise for potential therapeutic applications. This research demonstrates that the combination of TQ and Betaine has significant effects on apoptosis in breast cancer cells. Combination therapy showed positive effects on the markers Caspase-8, Caspase-9, MMP-9, Ki-67, and p21. Current findings suggest that the combination of TQ and Betaine has a potential therapeutic role in breast cancer treatment. However, further clinical and animal studies are needed to investigate the therapeutic effect of the combination on cancer types in more detail and to confirm its applicability in a clinical setting. Future research will contribute to a better understanding of the therapeutic role of the combination of TQ and Betaine in many types of cancer, particularly breast cancer, and to the evaluation of potential clinical studies.