CALU-3 Hücre Hattı ve Mutasyonları
İ.Yağmur ABAOĞLU - Yeditepe Üniversitesi Moleküler Tıp Anabilim Dalı, MSc.
Calu-3 hücre hattı, ilaç geliştirme ve kanser çalışmalarında yaygın olarak kullanılan insan akciğer kanseri hücre hattıdır. ATCC Amerikan tipi kültür koleksiyonunda HTB-55 olarak da bilinen bu hücre hattı, insanda solunum süreçleri, oksijen ve ventilasyonun oluşturduğu akciğer hasarı ile ilgili hastalıkları araştırmak için hassas ve etkili bir preklinik modeldir. İnsan bronşiyal submukozal (mukoza zarının altında olan) bezlerinden elde edilen bu hücre hattı, iyi farklılaşmış ve karakterize edilmiş bir hücre hattıdır.[1]
Şekil 1- Calu-3 hücrelerinin morfolojisi yukarıda gösterilmektedir. a)- tekkatman (monolayer) bölümleri b)- Calu-3 hücrelerinin sitospinleri (cytospin- Mikroskop için hücre örnekleri hazırlanmasında kullanılan bir santrifüj biçimidir.) hematoksilin ve eozin ile boyanarak gösterilmektedir. Tüm lamlar 40x büyütmede ışık mikroskobu ile incelenmiştir. [1]
Genel olarak Calu-3 hücre hattında görülen mutasyonlara bakılacak olursa;
Tp53 geni, tümör baskılayıcı transkripsiyon faktörü olan p53’ü kodlamaktadır. Bu transkripsiyon faktörü DNA hasarı ve gen anomalileriyle ilgili olan hücresel yanıtların düzenlenmesinde önemli rol oynamaktadır. DNA hasarı onarılamayacak durumda olduğunda p53 aktivasyonu ile apoptoz başlar. Aktifleşen p53 DNA’ya bağlanarak farklı bir gen grubunun ekspresyonunu aktive eder. p53 birçok bölgede posttranslasyonel modifikasyona uğrayarak aktifliğinin düzenlenmesi için bir dizi proteine bağlanır. Tp53 geninde meydana gelen mutasyonlar veya delesyonlar, insanda görülen tümörlerin yüzde 50’den fazlasında bulunmaktadır. Değişen bu protein hücre proliferasyonunu etkili bir şekilde düzenleyemez ve büyümeyi hızlandırarak DNA hasarının hücrelerde birikimine yol açar. Akciğerde Calu-3 hücre hattında 711.kodonda G’den T’ye dönüşümüyle meydana gelen bu mutasyon Tp53 mutasyonuna bir örnektir. Bez epitel hücrelerinde görüldüğünden adenokarsinom olarak adlandırılırlar.[2,3]
Raquel Blanco ve arkadaşlarının 88 akciğer kanseri hücre hattı ile yapmış olduğu çalışmada 17 gendeki değişim incelenmiştir. Bu değişimler ışığında sonuçlara bakılacak olursa;
TP53 (79%), CDKN2A (59%), RB1 (35%), STK11 (27%), MYC ailesi (20%), KRAS (17%), PTEN (11%), PIK3CA (8%), EGFR (7%), NRAS (6%), MET (5%), BRAF (2%), ve ERBB2 (2%).
Aynı zamanda bu çalışmada, Calu-3 hücre hattında ERBB2 geninde değişimler gösterilmektedir. ERBB2’nin bir parçası olduğu EGFR/KRAS sinyal transdüksiyon yolağında görülen değişikliklerin kanser oluşumuna neden olduğu belirtilmektedir.[4,5]
HER2 veya Neu olarak da bilinen ERBB2 (İnsan epidermal büyüme faktörü reseptörü 2) geni transmembran protein tirozin kinazı kodlamaktadır. Yapılan bir çalışmada meydana gelen mutasyonların kinaz domaininde oluştuğu belirtilmektedir. Calu-3 hücrelerinde, ERBB2 geni çok fazla ifade edilmiştir ve hızlı seyirli (agresif) kanser proliferasyonu göstermektedir. Bununla birlikte, ERBB2’nin aşırı ekspresyon gösterdiği hücrelerde kanser oluşumuna yol açan diğer değişiklikler (EGFR ve KRAS mutasyonları gibi) gözlenebilir.[5,6]
Tirozin kinaz enzimi, protein fosforilasyonunu ATP’deki fosforun ilgili proteine aktarımıyla sağlamaktadır. Tirozin kinazların aktivitesinin artması kanser oluşumuyla ilişkili bulunmuştur bu nedenle inhibitörler kullanılarak bu aktivitelerin engellenerek kanserin tedavi edilebileceği çalışmaları yaygınlaşmıştır. Örneğin Afatinib inhibitörü ((E)-N-[4-(3-Kloro-4-fluoroanilino)-7-[(3S)-oksolan-3-il]oksikinazolin6-il]-4-(dimetilamino)but-2-enamid) ERBB2 tirozin kinaz inhibitörü olarak kullanılmaktadır.[7,8]
Akciğer kanseri vakalarının çoğu kalıtımsal genetik değişikliklerle ilgili değildir. Bu kanserler, sadece akciğerdeki belirli hücrelerde oluşan somatik mutasyonlarla ilişkilidir. Akciğer kanseri kalıtımsal genetik değişikliklerle ilgili olduğunda her bir hücredeki değişmiş genin bir kopyası kişinin hastalığı geliştirme olasılığını arttırmak için yeterli olmaktadır. İnsanların artan kanser riskini kalıtım yoluyla aldığını belirtmek önemlidir, yani akciğer kanseri otozomal dominant olarak kalıtılır. Bununla birlikte, bu genlerde kalıtsal mutasyonlara sahip herkes akciğer kanseri geliştirecek diyemeyiz.[3]
Referanslar
1-Zhu, Y., Chidekel, A., & Shaffer, T. H. (2010). Cultured human airway epithelial cells (calu-3): a model of human respiratory function, structure, and inflammatory responses. Critical care research and practice, 2010.
2-ATCC. Cell Lines by Gene Mutation. 05 Mayıs 2020 tarihinde https://www.atcc.org/~/media/PDFs/Culture%20Guides/Cell_Lines_by_Gene_Mutation.ashx adresinden erişildi.
3-NIH. Lung Cancer. 12 Mayıs 2020 tarihinde https://ghr.nlm.nih.gov/condition/lung-cancer#genes adresinden erişildi.
4-Blanco, R., Iwakawa, R., Tang, M., Kohno, T., Angulo, B., Pio, R., ... & Sanchez‐Cespedes, M. (2009). A gene‐alteration profile of human lung cancer cell lines. Human mutation, 30(8), 1199-1206.
5-Bozkurtlar, E., & Kaya, H. (2018). Molecular Pathology of Lung Cancer. Nukleer Tıp Seminerleri, 4(1), 26.
6-Stephens, P., Hunter, C., Bignell, G., Edkins, S., Davies, H., Teague, J., ... & Barthorpe, A. (2004). Intragenic ERBB2 kinase mutations in tumours. Nature, 431(7008), 525-526.
7-Lale Doğan, Dr. Sinyal İletimi ve Kanser. 09 Mayıs 2020 tarihinde https://kanser.org/saglik/upload/18_UKK/Sinyal_Iletimi_ve_Kanser%23Lale_Dogan.pdf adresinden erişildi.
8-Gurkan-Alp, A. S., & Bozca, F. (2019). Tirozin Kinaz Enzim İnhibitörü Yeni Bileşikler ve Yapı-Aktivite İlişkilerinin Değerlendirilmesi. FABAD Journal of Pharmaceutical Sciences, 44(1), 65-78.