Kolon kanseri modelinde interferon-gama (IFN‐y)’nın karbonik anhidraz III (CAIII) gen ekspresyonuna etkisinin belirlenmesi

Abstract

Kolorektal kanser, tümör mikroçevresi ile bağışıklık sistemi arasındaki etkileşimlerin hastalığın gelişimi ve progresyonunda önemli rol oynadığı invaziv bir kanser türüdür. Bu süreçte IFN-γ, JAK/STAT başta olmak üzere farklı sinyal yolaklarını aktive ederek tümör hücreleri üzerinde antitümöral veya protümöral etkiler oluşturabilen temel immün düzenleyici sitokinlerden biridir. Karbonik anhidraz III (CAIII) ise hücresel pH homeostazı ve oksidatif stres yanıtında görev alan bir izoenzimdir. CAIII ekspresyonunun farklı büyüme faktörleri ve inflamatuvar sitokinler tarafından düzenlendiği bilinmesine rağmen IFN-γ'nın CAIII üzerindeki etkisi ve bu düzenlemede rol oynayan moleküler mekanizmalar henüz açıklığa kavuşturulamamıştır. Bu tez çalışmasında, kolon kanser modelinde IFN-γ'nın CAIII gen ekspresyonuna katkısı incelenmiş olup, oluşan etkinin hangi sinyal iletim sistemi tarafından gerçekleştirildiği ortaya çıkarılmıştır. İlk olarak, MTT testi ile IFN-γ'nın 20 ng/mL dozda HT-29 hücreleri üzerine proliferatif bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Promotör analizlerinde bazal aktivitenin 48. saatte P4 (-939/+86), 72. saatte ise P2 (- 236/+86) konstraktında en yüksek olduğu belirlenirken, IFN-γ uygulamasının özellikle P2, P3 ve P4 promotör aktivitelerini baskıladığı saptanmıştır. Ayrıca IFN-γ uygulamasının CAIII mRNA ve protein ekspresyonunu baskıladığı, bu düzenlemede p38 MAPK, MEK/ERK ve PI3K sinyal yolaklarının rol aldığı belirlenmiştir. Fonksiyonel analizlerde CAIII aşırı ekspresyonunun proliferasyon, yara iyileşmesi ve koloni oluşturma kapasitesini artırdığı, IFN-γ uygulamasının ise bu etkileri baskıladığı saptanmıştır. Ayrıca Flow Sitometri analizleri ile IFN-γ'nın apoptozu indüklediği, CAIII aşırı ekspresyonunun ise bu apoptotik yanıtı kısmen azalttığı gösterilmiştir. Sonuç olarak, elde edilen bulgular CAIII'ün kolorektal kanserde IFN-γ ile ilişkili yeni bir düzenleyici hedef olabileceğini ortaya koymakta ve CAIII-IFN-γ ekseninin gelecekte immün yanıt ve hedefe yönelik tedavi stratejileri açısından araştırılmasına temel oluşturmaktadır.

Colorectal cancer is an invasive malignancy in which the interactions between the tumor microenvironment and the immune system play a critical role in disease development and progression. In this context, interferon-gamma (IFN-γ) is a key immunoregulatory cytokine capable of exerting both antitumoral and protumoral effects on tumor cells through the activation of multiple signaling pathways, particularly the JAK/STAT pathway. Carbonic anhydrase III (CAIII) is an isoenzyme involved in the regulation of cellular pH homeostasis and the oxidative stress response. Although CAIII expression is known to be regulated by various growth factors and inflammatory cytokines, the effects of IFN-γ on CAIII and the molecular mechanisms underlying this regulation have not yet been elucidated. In this thesis, the contribution of IFN-γ to CAIII gene expression in a colorectal cancer model was investigated, and the signaling pathways responsible for this regulatory effect were identified. Initially, MTT assay results demonstrated that IFN-γ at a concentration of 20 ng/mL exerted a proliferative effect on HT-29 cells. Promoter analyses revealed that basal promoter activity was highest in the P4 (-939/+86) construct at 48 h and in the P2 (-236/+86) construct at 72 h, whereas IFN-γ treatment significantly suppressed the promoter activities of P2, P3, and P4. Furthermore, IFN-γ treatment suppressed both the mRNA and protein expression levels of CAIII, and this regulation was found to involve the p38 MAPK, MEK/ERK, and PI3K signaling pathways. Functional analyses demonstrated that CAIII overexpression enhanced cell proliferation, wound healing, and colony-forming capacity, whereas IFN-γ treatment suppressed these effects. In addition, flow cytometry analyses showed that IFN-γ induced apoptosis, while CAIII overexpression partially attenuated this apoptotic response. Collectively, these findings suggest that CAIII may represent a novel IFN-γ-associated regulatory target in colorectal cancer and provide a basis for future investigations into the CAIII–IFN-γ axis as a potential target for immune modulation and targeted therapeutic strategies.