Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
473056		Assessing the function of chromatin modifying enzymes in medulloblastoma / Medulloblastoma'da kromatin değiştirici enzimlerin fonksiyonlarının incelenmesi Yazar:TOLGA LOKUMCU Danışman: YRD. DOÇ. DR. TUĞBA BAĞCI ÖNDER Yer Bilgisi: Koç Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı Konu:Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering Dizin:	Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2017 81 s.
Medulloblastoma en sık görülen pediatrik beyin kanseridir. Wingless (WNT), Sonic Hedgehog (SHH), Grup 3 ve Grup 4 olmak üzere dört ana alt gruptan oluşur. Bu alt grupların farklı transkripsiyonel, sitogenetik ve mutasyonel spektrumları vardır. Bu sebeple medulloblastoma karmaşık bir beyin kanseri türüdür. Medulloblastoma için güncel tedavi protokolleri arasında cerrahi operasyon, beyin-omurilik ışınlaması ve kemoterapi bulunmaktadır. Günümüzdeki tedaviler yüksek sağkalım ile sonuçlansa dahi, hayatta kalan birçok hasta ciddi nörolojik rahatsızlıklar yaşamaktadır. Bu nedenle, medulloblastoma tedavisinde güncel ve daha etkili tedaviler gerekmektedir. Genomik çalışmalar, histon metil transferazlar (HMT), histon demetilazlar (HDM), histon asetiltransferazlar (HATs) ve histon deasetilazlar (HDAC) gibi çeşitli kromatin değiştirici enzimlerin medulloblastomada mutasyona uğramış ve/veya farklı olarak eksprese edildiğini ortaya koymuştur. Bununla birlikte, medulloblastomaların oluşmasında ve ilerlemesinde kromatin değiştirici enzimlerin rolleri detaylıca çalışılmamıştır. Bu amaçla, yeni ve daha etkili tedavi seçenekleri geliştirmek için medulloblastoma epigenetiği üzerine odaklandık. Öncelikle, farklı kromatin değiştirici enzimleri hedef alan bir kimyasal kitaplık kullanarak medulloblastomadaki kromatin değiştirici enzimlerin görevlerini inceledik. İlaç taramamız, medulloblastoma hücrelerinde hücre ölümünü belirgin şekilde tetikleyen GSK-J4, IOX-1, Belinostat, Vorinostat, 5-Azasitidine, ML324, SGC0946, Trichostatin A ve Chaetocin gibi bazı potansiyel inhibitörleri ortaya koydu. Bu ilaçların kanser hücrelerine özgü olup olmadığını araştırmak için, seçilmiş ilaçları malign olmayan BJ Fibroblast hücre hattında da doza bağımlı bir şekilde test ettik. Seçilmiş ilaçların kanser hücrelerine kıyasla normal hücrelerde nispeten daha az hücre ölümüne neden olduklarını belirledik. Histon demetilazların medulloblastoma üzerindeki rolleri açıkça bilinmediğinden, öncelikli olarak GSK-J4 ve IOX-1'ın bloke ettiği enzimler olan histone demetilaz 6A ve 6B'ye odaklandık. Histon demetilaz 6A ve 6B gen ifadelerinin shRNA ile baskılanmasının hücrelerin bölünmesi üzerindeki etkisini araştırdık fakat bu baskılamanın medulloblastoma hücre büyümesi üzerinde bir etki yaratmadığı gözlemledik. Birçok medulloblastoma tümörü kemoterapiye iyi yanıt verse bile, standart olarak uygulanan kemoterapiye cevap vermeyen çok sayıda medulloblastoma hastası bulunmaktadır. En agresif ve metastatik medulloblastoma alt gruplarında (Grup 3 ve Grup 4) birçok kromatin değiştiricisinin mutasyona uğramış ve/veya farklı şekilde eksprese edildiği tespit edilmiştir. Bu sebeple bu çalışmada kromatin değiştiricilerin medulloblastoma hücrelerinin kemoterapötik ajanlara direncindeki rollerini araştırdık. Vincristine medulloblastoma terapisinde en sık kullanılan kemoterapötik ilaçlardan biridir. Vincristine tedavisine karşı oluşan dirençte, kromatin değiştirici enzimlerin işlevlerini aydınlatmak için doz arttırma yöntemi ile Vincristine dirençli bir medulloblastoma hücre hattı oluşturmaya karar verdik. Vincristine duyarlı ve dirençli hücrelerde bir başka ilaç taraması yaptık ve 8 farklı histon deasetilaz inhibitörünün (Trichostatin A, Rocilinostat, CXD101, Tubastatin A HC1, Belinostat, Romidepsin, PCI-24781 ve Mocetinostat), 2 histone demetilaz inhibitörünün (IOX-1 ve KDOBA67), 2 kinaz inhibitörünün (5- Iodotubercidin, SGI-1776), MAZ1805 (Halofuginol) ve MAZ1392'nin hem Vincristine duyarlı hem de dirençli hücrelerde hücre ölümünü tetiklediğini gözlemledik. Ayrıca, epigenetik enzimleri bloke eden ilaçlar ile vincristinin birlikte verildiği durumlarda, A-395, CBP/BRD4, GSK-J5, GSK343, GSK864, LLY-507, OF-1, SGC-CBP30, SRT1720 ve UNC2400'in vincristine dirençli hücrelerin ölümünü indüklediğini keşfettik.
Medulloblastoma is the most common pediatric brain cancer and it consists of four main molecular subgroups, which are Wingless (WNT), Sonic Hedgehog (SHH), Group 3 and Group 4. These subgroups have different transcriptional, cytogenetic and mutational spectra, making medulloblastoma a complex disease. Current therapy protocols for medulloblastoma include surgical resection, craniospinal irradiation and chemotherapy. Although current treatments result in high overall survival, many survivors experience severe neurological disorders. Therefore, targeted and more efficient therapies are necessary for the treatment of medulloblastoma. Genomic studies revealed that several chromatin modifying enzymes (CMEs) such as histone methyltransferases (HMTs), histone demethylases (HDMs), histone acetyltransferases (HATs) and histone deacetylases (HDACs) are mutated and/or differentially expressed in medulloblastoma. However, the roles of CMEs in the initiation and progression of medulloblastomas are ill-defined. To this end, we mainly focused on the epigenetics of medulloblastoma to develop novel and more effective therapeutic options. Firstly, we investigate the roles of chromatin modifiers in medulloblastoma by utilizing a chemical library targeting different chromatin modifying enzymes. Our screen revealed some potential inhibitors, namely GSK-J4, IOX-1, Belinostat, Vorinostat, 5-Azacytidine, ML324, SGC0946, Trichostatin A and Chaetocin, that induced cell death in medulloblastoma cells significantly. To investigate whether these drugs are specific to cancer cells, we tested selected drugs in a dose-dependent manner in non-malignant BJ Fibroblasts and revealed that they were relatively non-toxic to normal cells. Since the roles of histone demethylases are barely defined in medulloblastoma, we focused on KDM6A and KDM6B, which are targets of GSK-J4 and IOX-1. To this end, we targeted KDM6A and KDM6B by shRNAs and examined whether their loss changed the growth rate medulloblastoma cells. However, we did not observe any changes in the proliferation rate of MB cells upon KDM6A and/or KDM6B loss. Although many medulloblastoma tumors respond to chemotherapy well, there are still many medulloblastoma patients who do not respond to standard of care chemotherapy. As it has been identified that many chromatin modifiers are mutated and/or differentially expressed in the most aggressive and metastatic subgroups (Group 3 and Group 4), we speculated whether chromatin modifiers play role in resistance of medulloblastoma cells to chemotherapeutic agents. From those, vincristine is the main chemotherapeutic agent used in different treatment protocols, we decided to establish a vincristine-resistant medulloblastoma cell line by dose-escalation method to elucidate the function of CMEs in therapy resistance. We performed another drug screen in parental and newly established vincristine-resistant cells and identified that 8 different HDAC inhibitors (Trichostatin A, Rocilinostat, CXD101, Tubastatin A HCl, Belinostat, Romidepsin, PCI-24781 and Mocetinostat), 2 histone demethylase inhibitors (IOX-1 and KDOBA67), 2 kinase inhibitors (5-Iodotubercidin, SGI-1776), MAZ1805 (Halofuginol) and MAZ1392 induced cell death both in parental and vincristine-resistant cells significantly. Besides, we performed combination treatment with epigenetic drugs and vincristine and discovered that A-395, CBP/BRD4, GSK-J5, GSK343, GSK864, LLY-507, OF-1, SGC-CBP30, SRT1720 and UNC2400 induced cell death of resistant populations when they were combined with vincristine.