Anahtar Kelimeler:

Kanser kök hücreleri · Glioblastoma · Beyin tümörü · Radyorezistans

10.1 Giriş

Gliomalar, bir grup agresif ve en yaygın birincil merkezi sinir sistemi kanseri türüdür. Gliomların insidansı ve mortalitesi son yirmi yılda küresel olarak artmıştır [1]. Histolojik olarak, glioma yüksek dereceli glioma [glioblastoma (GBM)] ve düşük dereceli glioma (astrositom ve oligodendroglioma) olarak sınıflandırılabilir [2]. Köken hücreye göre, gliomlar astrositik tümörler (astrositom, anaplastik astrositom ve GBM), oligodendrogliomlar, ependimomlar ve mikst gliomalar olarak sınıflandırılabilir [3]. Histopatoloji ve malignite düzeyine dayanarak, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) gliomu I ila IV arasında sınıflandırmıştır. Derece I glioma daha az proliferatiftir ve cerrahi prosedürlerle tedavi edilebilirken, derece II ila IV tipleri oldukça invaziv ve ölümcüldür. Yüksek malignite ve saldırganlık nedeniyle DSÖ GBM’yi derece IV astrositom olarak belirlemiştir [3, 4]. Glioblastoma, ortanca sağkalım süresi 16-21 ay olan insan beynindeki glial orijinli tümörlerin ölümcül ve habis formlarından biridir [5]. Glioblastoma, GBM hücrelerinin infiltrasyonu ve göçü, yüksek derecede tümör içi hücresel heterojenite ve plastisite ve yüksek derecede nüks nedeniyle yüksek ölüm oranı ve kötü prognozu olan yetişkinlerde tüm beyin tümörlerinin >%60’ını oluşturur [6, 7] . Kanser perspektifinden bakıldığında GBM, küresel insidans oranı 0,59 ila 3,69/100,000 popülasyonda olan nadir bir tümördür [8]. Bununla birlikte, kötü prognoz nedeniyle, GBM’nin 14-15 aylık bir sağkalım oranı vardır ve hastaların sadece <%5’inin tanıdan sonra 5 yıl hayatta kaldığı bildirilmektedir [9]. GBM insidansı yaş ve medyan tanı yaşı ile doğru orantılı olarak 64 olarak bildirilmiştir [8]. Epidemiyolojik çalışmalar, erkek popülasyonun GBM’ye kadınlardan daha yatkın olduğunu ortaya koymuştur [10]. Önceki çalışmalar, gliomların yalnızca gelişmiş batı ülkelerinde daha yüksek insidansa sahip olduğunu öne sürdü [10]. Bununla birlikte, yakın tarihli bir araştırmaya göre, Çin ve Hindistan gibi doğu ülkelerinde en yüksek glioma insidansı bildirilmiştir [1]. GBM insidansındaki coğrafi farklılıklar ABD popülasyonunda incelenmiştir ve bulgular Güney Amerikalıların GBM’den diğer bölgelere göre daha fazla etkilendiğini ortaya koymuştur [11]. Hispanik olmayan Beyaz, Hispanik olmayan Siyah, Hispanik olmayan Asya/Pasifik Adalıları (API) ve Hispanik yetişkin GBM hastaları arasında, API hastalarında diğer ırklara ve etnik kökene kıyasla daha iyi bir sağkalım oranı gözlendi [12]. Bu çalışmalar GBM insidansının ve hasta sağkalımının ırk, etnik köken ve coğrafi bölgeye bağlı olduğunu göstermektedir. GBM’nin kesin etiyolojisi belirsizliğini koruyor. Bununla birlikte, çalışmalar, iyonlaştırıcı radyasyona yüksek dozda maruz kalmanın doğrulanmış etiyolojik faktör olarak kabul edildiğini göstermiştir. Cep telefonu radyasyonu, düşük dereceli glioma riskinin artmasıyla ilişkili olsa da [13], cep telefonu radyasyonu veya elektromanyetik alan gibi risk faktörleri için bildirilen kesin bir kanıt yoktur [3, 14]. Karbon tetraklorür gibi toksik kimyasallara maruz kalma gibi mesleki risk faktörleri GBM’nin ilerlemesi ile ilişkilendirilmiştir [15]. Glioblastoma oldukça agresif ve invaziv bir kanserdir ve bu nedenle cerrahi ve radyo/kemoterapi ile bile GBM hastalarında kötü prognoz vardır [16]. Son yirmi yılda temozolomid (TMZ) ve bevacizumab gibi çeşitli ilaçlar GBM hastalarında adjuvan olarak yaşam kalitesini ve sağkalımı iyileştirmek için radyoterapi ile birlikte kullanılmaktadır [17, 18]. Yeni tanı konmuş GBM hastaları için TMZ önerilirken, bevacizumab nüksü tedavi etmek için kullanılır [18]. Şu anda TMZ, GBM tedavisi için potansiyel bir kemoterapötik ajan olarak kullanılmaktadır. TMZ metabolitlerinin DNA hasarına neden olduğu bildiriliyor; hedef dışı etkiler ve sürekli uygulanması GBM hastalarında direnç nedeniyle etkisizliğe neden olmuştur [16].

10.2 Glioblastoma Kök Hücreleri (GSC’ler)

10.2.1 GSC’lerin Tarihsel Perspektifi

Bonnet ve Dick’in (1997) öncü bir çalışması, tümör hücrelerinin heterojenliğinin varlığını doğruladı ve lösemi başlatan hücreleri başarıyla izole ettiler ve kanser kök benzeri hücrelerin ilk saflaştırılması olarak kabul edildiler [19]. Bildiğimiz kadarıyla, insan nöral kök ve progenitör hücreleri (NSPC’ler) ilk olarak Uchida ve ark. (2000) CD133 işaretçisini kullanarak ve bu çalışma, NSPC’lerin özelliklerini paylaşan beyin tümörü hücrelerinin arayışının yolunu açmıştır [20]. O zamandan beri, birkaç çalışma, glioblastoma, anaplastik ve pilositik astrositom, ganglioglioma, medulloblastom ve ependimoma gibi çeşitli beyin tümörlerinde kanser kök hücrelerini (CSC’ler) tanımladı [21-24].

10.2.2 Adlandırma

CNS tümörleri içindeki hücre popülasyonlarının heterojenliği iyi belgelenmiştir. Bu hücre popülasyonlarını tanımlamak için çeşitli terimler kullanılır; ancak, bireysel olarak benzersiz özelliklere ve işlevlere sahiptirler. Beyin CSC terminolojisi birbirinin yerine kullanılır. Ancak, benzersiz özelliklere sahiptirler. Örneğin, (1) tümör veya glioma veya beyin tümörü kök hücreleri, kendi kendini yenileme ve farklılaşmış nesillere yol açma kapasitesine sahiptir. İşlevsel özellikleri, ikincil transplantasyon üzerine tümör oluşumunu içerir ve soy, CSC’leri ve kök olmayan tümör hücrelerini içerir; (2) tümör veya glioma veya beyin tümörü başlatan hücreler, transplantasyondan sonra tümörü başlatma yeteneğine sahiptir; (3) tümör veya glioma veya beyin tümörünü çoğaltan hücreler, seri transplantasyondan sonra tümörü yayma yeteneğine sahiptir.

10.2.3 GSC’lerin Kökeni

Çok sayıda kanıt, çeşitli kanserlerin, CSC’ler olan kök hücre özelliklerine sahip bir hücre popülasyonuna sahip olduğunu bildirmiştir [25]. Beyin tümörleri heterojen hücre popülasyonlarından oluşur ve CSC’lerden kaynaklandığı bildirilmektedir (Şekil 10.1). Klinik olarak, GSC’ler insanlarda beyin tümörlerinde fonksiyonel olarak tanımlanmıştır [23, 26]. Bu kök hücrelerin kemoterapiye [27, 28], radyoterapiye [25] karşı tedavi direncine aracılık ettiği ve ayrıca anjiyogenez, istila ve nüksetme ile ilgili belirteçlere karşı dirençli olduğu [28] bildirilmiştir. Köken açısından, GBM’nin (1) nöral kök hücrelerin (NSC’ler) bir alt popülasyonundan, (2) subventriküler bölgedeki (SVZ) farklılaşmış astrositlerin transformasyonu ve proliferasyonundan ve (3) SVZ’deki NSC’lerde artan somatik mutasyonlar [29, 30]. Ayrıca, Lee ve ark.’ndan yenilikçi bir deneysel ve klinik bulgu. (2018), SVZ’deki astrosit benzeri NSC’lerin, insan GBM’sindeki ana sürücü mutasyonu olan orijin hücresi olduğunu doğruladı [31]. Bu çalışma, telomeraz ters transkriptaz (TERT) promotör mutasyonunun edinilmesinin, NSC’lerin uzun süreli kendi kendini yenileme kabiliyetine izin verdiğini ve ardından somatik mutasyon gelişiminin GBM’ye neden olduğunu bildirdi [31]. Bununla birlikte, GSC’lerin kökeni hala tartışmaya tabidir ve bu hatlar üzerinde daha fazla çalışma garanti edilmektedir.

10.2.4 Beyin Tümörlerinin Hücresel Hiyerarşisi

Embriyonik kök hücreler, insan embriyosunun iç kütle hücrelerinden elde edilen en ilkel hücrelerdir. Pluripotenttirler ve bir organizmadaki herhangi bir hücre tipine farklılaşabilirler. Embriyonik kök hücrelerin aşağı akışında, NSC’leri, endotelyal progenitör hücreleri, hematopoietik kök hücreleri ve mezenkimal kök hücreleri (MSC’ler) içeren multipotent progenitör hücreler bulunur. Bu hücreler sınırlı farklılaşma potansiyeline ve kendini yenilemeye sahiptir. Multipotent NSC’ler, sınırlı kendini yenileme potansiyeli, farklılaşma ve mitoz ile daha aşağı akış progenitör hücrelere yol açabilir [32]. Hiyerarşik bir bakış açısına göre, CSC kanser modellerinin, doğumda embriyonik kök hücrelerdeki veya progenitör hücrelerdeki mutasyonlar tarafından CSC’lerden kaynaklandığı veya zamanla biriktiği ve hücrelerin kontrolsüz büyüme ve çoğalma yeteneğine sahip olduğu bildirilmiştir [33, 34]. Çalışmalar ayrıca, CSC olmayanların epigenetik ve çevresel faktörler yoluyla CSC’lere farklılaşabileceğini, böylece tümörün ve dolayısıyla tedavilerin karmaşıklığını artırdığını göstermiştir [35].

10.2.5 GSC’lerin Biyobelirteçleri

Prominin-1 (PROM1/CD133), SSEA-1 (CD15), integrin-α6 ve L1 hücre yapışma molekülü (L1CAM), GSC’ler için belirteçler olarak kabul edilir. PROM1 bir 5-transmembran (5-TM) proteini ilk olarak prominin ailesinde [36] tanındı ve ekspresyonu GBM dahil çeşitli kanserlerde bir tümör başlatıcısı olarak tanımlandı. Deneysel çalışmalar, bağışıklığı yetersiz ksenograft fare modelinde PROM1+ hücrelerinin tümör yayma potansiyelini kanıtlamıştır [37]. İronik olarak, PROM1 hücreleri de tümörün başlamasına katkıda bulunmuştur [38]. Bu çalışma, PROM1’in sadece tümör başlangıcı ile ilgili olmadığını göstermektedir. PROM1+ GSC’ler tümörijeniktir ve kendi kendini yenileme ve farklılaşma özellikleri sergiler [39]. Klinik olarak, ezici kanıtlar, PROM1 ekspresyonu ve nörosfer oluşumunun, GBM hastalarının kısa sağkalımı ile ilişkili olduğunu ve PROM1 ekspresyonunun, tümör hücreleri nakledilen farelerin kısa sağkalımı ile ilişkili olduğunu göstermektedir [39, 40]. Bu nedenle, PROM1, GBM için prognostik bir belirteç olarak hizmet edebilir.

Bazı çalışmalar, tümör başlangıcı olan hücrelerde evreye özgü embriyonik antijen-1 (SSEA-1) veya CD15’in ekspresyonunu da bildirmiştir. CD15 ekspresyonunun PROM1 tümörlerinde bulunduğu ve yeni izole edilmiş GBM örneklerinin yaklaşık %40’ının CD133 pozitif hücreler içermediği deneysel ve klinik olarak kanıtlanmıştır [41, 42]. CD15-pozitif hücreler, birincil tümörün hücresel heterojenliğini oluşturma yeteneğine sahiptir [43]. KenneyHerbert ve ark.’ndan deneysel bir çalışma. (2015), CD15’in GBM’de hızlı çoğalan, tümörijenik veya kök benzeri bir popülasyonu ayırt etmek için yararlı bir belirteç olmadığını bildirmiştir [44]. Ayrıca, CD44’ün aşırı ekspresyonu, zayıf sağkalım oranları ile ilişkiliydi ve çalışmalar, CD44’ün düşük dereceli gliomalı hastalarda bağımsız bir prognostik faktör olarak hareket edebileceğini öne sürüyor [45]. GBM’de, GSC’lerde yüksek CD44 ekspresyonu, kısa sağkalıma yol açan tümör progresyonunu ve invazyonunu teşvik eder [46]. Yakın tarihli bir çalışma, GBM’deki yüksek CD44 eksprese eden GSC’lerin, terapötik başarısızlığa yol açan radyoterapiye dirençli olduğunu göstermiştir [47].

İntegrinler, CSC biyolojisinde çok önemli bir rol oynar. Yüksek integrin-α6 ekspresyonuna sahip GSC’ler yüksek oranda tümörijeniktir [48]. İntegrin-α6’nın radyo-direnci desteklediği bildirildi [49]. Yakın tarihli bir deneysel çalışmada, integrinα10β1’in işlevsel rolü belirlendi. GBM hücrelerinde integrin-α10’un siRNA aracılı yıkımı, nörosfer oluşumunu ve göçünü azalttı ve canlılığı azalttı [50]. Nöronal hücre adezyon molekülü L1CAM (L1, CD171) nöral hücrelerin büyümesini, göçünü ve hayatta kalmasını düzenler ve kök benzeri özelliklere sahip CD133-pozitif glioma hücrelerinin proliferasyonunu ve hayatta kalmasını korumak için gereklidir [43]. SRY ile ilişkili HMG-box 2 (SOX2) bir glioma kök hücre belirtecidir [51] ve yüksek ekspresyonu tümör oluşumu ve kemoterapötik dirençle ilişkilidir [52]. Yakın tarihli bir klinik çalışmada Takashima ve ark. (2019), L1CAM ve sirtuin 1 dahil olmak üzere yaklaşık 22 gen setinin GBM’nin prognostik belirteçleri olarak kullanılabileceğini bildirmiştir [53]. Bu belirteçler GSC’leri tanımlamaya yardımcı olsa da, bir kök hücre fenotipiyle bağlantılı kesin kanıtlar belirsizliğini koruyor.

10.3 Birincil GSC’lerin İzolasyonu ve Kültürleri

Histolojik olarak doğrulanmış GBM’nin cerrahi rezeksiyonu uygulanan hastalardan taze beyin tümörü örnekleri toplanabilir. Örnekler, gerekli insan etik kurulu izni alındıktan sonra ve 1964 Helsinki Deklarasyonu ile toplanabilir. Ardından, toplanan numune antibiyotikler (tercihen %10-15 penisilin/streptomisin) içeren fosfat tamponlu salin içinde hemen taşınabilir. GSC’ler, tripsin ile taze dokudan izole edilebilir. Steril koşullar altında, tümör dokusu küçük parçalar halinde kesilebilir ve tripsinetilendiamintetraasetat çözeltisine (%0.25) yerleştirilebilir ve 10-15 dakika 37°C’de inkübe edilir. İnkübasyondan sonra, Dulbecco’nun %10 içeren modifiye Eagle’s ortamı (DMEM)/F12 kültür ortamı fetal sığır serumu (FBS) tripsin aktivasyonunu durdurmak için eklenebilir ve daha sonra hücreleri enzimden kurtarmak için 3000 rpm’de 10 dakika santrifüjlenebilir. Süpernatant atılır ve tam ortam hücre peletine eklenir, iyice karıştırılır ve 70 um’lik bir hücre süzgecinden süzülür. Daha sonra süzülmüş hücreler santrifüj ile yıkanır ve %10 FBS ve penisilin (100 U/mL) ve streptomisin (0.1 mg/mL) içeren taze kültür ortamı eklenir. Ayrıca 0.1 mL hücre süspansiyonu ve 0.1 mL tripan mavisi solüsyonu eklenir, iyice karıştırılır ve bir hücre sayacı kullanılarak ters çevrilmiş mikroskop altında sayılır. Daha sonra, tam ortam içeren kültür şişesine yaklaşık 1 106 hücre ekilir ve 37°C’de ve %5 CO2’de standart bir kültür koşulunda inkübe edilir. 72 saatlik inkübasyondan sonra, şişe hücre yapışması ve küre oluşumu için gözlenebilir ve ortam, geçiş için yeterli hücre birleşmesi sağlanana kadar değiştirilebilir [54, 55]. Ardından, bildirilen tümör kök hücre belirteçlerinin ekspresyonu için karakterizasyon yapılmalıdır. Glioblastoma kök hücreleri, büyümeyi uyarmak, kök hücre benzeri özellikleri korumak ve GSC’lerin genetik profilini korumak için epidermal büyüme faktörü (EGF) ve temel fibroblast büyüme faktörü (bFGF) ile desteklenmiş Neurobasal ortamında kültürlenir [56].

10.4 Glioblastoma Hücre Hatları

C6 ve RG2 [D74] gibi sıçan glioma hücre dizileri, yüksek anjiyojenik, göçmen ve istilacı özelliklerinden dolayı GBM’yi incelemek için yaygın olarak kullanılır [57]. R1, T2, A-172, T98G, U-251, U-87, A172, U-118, U-138, LN-229 ve SNB-19 gibi diğer insan GBM hücre hatları karakterize edilir ve ayrıca birkaç kişi tarafından kullanılır. in vitro GBM araştırması için çalışanlar [58, 59]. Bu hücre hatları, hayvanlarda transplantasyondan sonra benzersiz anjiyojenik, göçmen, istilacı ve in vivo metastatik yeteneğe ve ksenograft kanser özelliklerine sahiptir. Örneğin, LN-229 ksenograftlarının U-251 ve U-87 hücre dizilerinden daha hızlı büyüdüğü bildirildi. Benzer şekilde, U-251 ksenograftları tümör boyutunu arttırdı. U-87 hücre hattının transplantasyonundan sonra beyin parankiminde iyi tanımlanmış bir kanser kitlesi oluşturuldu [59]. Şu anda, çeşitli araştırma grupları tarafından geliştirilen birkaç yeni insan kaynaklı GBM hücre dizisi karakterize edilmektedir [58, 59]. Bununla birlikte, çalışmaların hiçbiri herhangi bir GBM hücre hattını ideal olarak önermemiştir ve hücre hatlarının seçimi bireysel araştırmacıların takdirindedir.

10.5 Glioblastoma: Mikroçevre ve Niş

Niş kavramı, tümördeki GSC’lerin yerini ve tümör mikro ortamının (TME) maksimum etkisini uyguladığı yeri tanımlamak için geliştirilmiştir. Tümördeki GSC’lerin, SVZ’de normal NSC’lere ev sahipliği yapanlara benzer bir niş içinde bulunduğu kanıtlanmış bir gerçektir. SVZ’de bulunan astrositler ve ependimal hücreler, eski hücreler tüm hücre tipleri ve kan damarları ile yakın temaslar kurduklarından, germinal bölgelerden ve vaskülatürden gelen herhangi bir sinyali kök hücre nişi içinde algılayıp entegre ettikleri için kök hücre nişini düzenler. Nişin parakrin rolü, GSC’lerin hayatta kalmasında ve tedaviye dirençte hayati bir rol oynar. Nöroblastlar, transit amplifiye edici hücreler ve hareketsiz NSC’ler gibi hücreler de aynı niş içinde bulunur [60]. Bu nişler ventriküle doğru yansıtılan ependimal hücrelerle çevrilidir ve gövdenin korunması için gereklidir.

Kanıtlar, perivasküler alanın GSC’lerin hayatta kalması, tedaviye direnç, ilerleme ve yayılma için bir niş olduğunu göstermektedir. GBM’nin perivasküler nişi, endotel hücrelerini, astrositleri, farklılaşmış ve farklılaşmamış tümör hücrelerini, bağışıklık hücrelerini, perisitleri, vasküler bazal membran glioma ile ilişkili mikroglia/makrofajları, miyeloid hücreleri, fibroblastları ve açıkçası GSC’leri ve normal NSC’leri içerir [61, 62]. Spesifik uyaranlar üzerine, GSC’ler perisitlere veya endotelyal hücrelere farklılaşabilir ve doğrudan perivasküler nişe katkıda bulunabilir. Perivasküler nişler, EC’lerin kök hücrelerle doğrudan temas halinde olduğu kılcal damarlar veya arteriollerle temsil edilir. Nakil damarları gibi daha büyük damarlar, GSC’ler ve endotel hücreleri ile doğrudan temasları olmadığı için niş olarak kabul edilemez [60, 63]. Tümörün en invaziv bölgesinde nişler bulunduğunda, bunlara invaziv nişler denir [63]. Oksijen konsantrasyonu, perivasküler ve hipoksik nişleri tanımlayan GSC’lerin sağlamlığının korunmasında çok önemli bir rol oynar [64]. Zenginleştirilmiş hipoksik bölge GSC’lerinin varlığı GBM’nin ayırt edici özelliklerinden biri olarak bildirilmiştir [65]. GSC’lerde hipoksi, plastisiteyi ve kendi kendini yenilemeyi içerir ve hipoksi ile indüklenebilir faktörler 1α ve 2α’nın (HIF1α, HIF2α), Notch sinyalinin ve epigenetik düzenlemelerin aktivasyonu ile metabolik yeniden programlama ve transkripsiyonel düzenleme yoluyla GSC olmayanların fonksiyonlarını modüle eder [66, 67] (Şek. 10.2). GSC’lerdeki hipoksi, tümör mikroçevrelerinde farklılaşma ve anjiyogenez için çok önemli olan transforme büyüme faktörü-β (TGF-β), vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF), vb. gibi çeşitli çözünür faktörlerin salgılanmasını indükler [67]. Hipoksi durumu ayrıca GSC’lerin kök bakımı ve proliferasyonu için C-X-C motifli kemokin reseptörü 4, glukoz taşıyıcı 1, hipoksi ile indüklenebilir gen 2, serpin B9, oktamer bağlayıcı transkripsiyon faktörü 4 ve lisil oksidaz gibi faktörleri indükler [65]. Niş hücreler, çeşitli sinyal moleküllerinin sentezinden sorumludur ve aynı zamanda parakrin sinyalleşmesinden gelen uyaranlara yanıt verirler.

10.6 GSC Düzenlenmesinde Yer Alan Sinyal Yolları

Tümör nişindeki hücreler tarafından salgılanan birkaç sinyal molekülü, tümör baskılanmasından ve ayrıca pro-tümörijenik potansiyelden sorumludur. TGF-β, haberci proteinleri (SMAD’ler) aktive etmek için akış aşağı serin/treonin kinaz reseptörleri aracılığıyla sinyal verir ve GBM’nin ilerlemesi ile ilişkili birkaç gen/proteinin yukarı regülasyonunu indükler [68]. Yüksek TGF-β ekspresyonu, tümör hücresi proliferasyonu, invazivliği, immünosupresyonu ve GSC’lerin yenilenmesinde rol oynar [69]. Fibroblast büyüme faktörü (FGF) ve VEGF ile etkileşime giren TGF-β, hızlı tümör büyümesi için anjiyogeneze katkıda bulunur [70]. Ayrıca, TGF-β ayrıca radyodirenci indükler [71]. İnsan GBM’sinde, TGF-β1 ve TGF-β2 düzeylerinin izoformları, sağlıklı beyindekinden sırasıyla 33 ve 11 kat daha yüksek bulundu ve ifadeleri, GBM hastalarının genel sağkalımı (OS) ile ters orantılıydı [70 ]. Kemik morfogenetik protein (BMP) sinyali de TGF-β ailesinin bir parçasıdır. GSC’nin bakış açısına göre, BMP bu hücrelerin farklılaşmasını indükler ve bir tümör baskılayıcı olarak rapor edilir [72, 73]. Örneğin, BMP 7’nin, transkripsiyon faktörü Salyangoz’u indükleyebildiği ve ortotopik olarak ksenograflı immün yetmezlikli bir fare modelinde GSC’lerde astrositik farklılaşmanın aktivasyonu yoluyla tümör büyümesini azaltabildiği bildirilmiştir. Aynı çalışma, in vitro olarak bir GBM hücre hattı kullanmış ve TGF-β sinyalinin BMP ve SMAD’leri ile etkileşime giren N- ve C-terminal alanları yoluyla Salyangoz bağlanması üzerine TGF-β1 promotörünün baskılandığını doğrulamıştır [74]. Bu çalışmalar, BMP agonistinin umut verici GBM baskılayıcı ilaçlar olarak geliştirilebileceğini öne sürmüştür. Bununla birlikte, BMP sinyali, GSC bölmesinin ötesine uzanır ve proliferasyon ve istilayı teşvik ederek neoplastik astrositlerde tümör oluşumunu teşvik eder ve bu deneysel çalışma, GSC’lerde ve diğer GBM bölmelerinde BMP’nin farklı düzenlenmesini önerdi [75].

Notch ve Wnt/β-katenin sinyal yolları, GBM ilerlemesinde güçlü bir şekilde rol oynar. NO aracılığıyla çentik sinyali, hem GSC bakımında hem de GSC radyo-direncinde kritik bir rol oynar [76]. Gersey et al. (2019), insan GBM hücre dizilerinde artan Notch aktivasyonunu ve ekspresyonunu bildirdi [77]. Wnt/β-katenin ve Notch sinyali, GSC’lerde proliferasyonu ve klonojenik yeteneği teşvik ederek ve nöronal farklılaşmayı inhibe ederek tümör ilerlemesinde rol oynar. Bu, yüksek seviyelerde pronöral transkripsiyon faktörü ASCL1 eksprese eden GSC’lerde Wnt/β-katenin ve Notch sinyallemesinin ikili inhibisyonunun güçlü nöronal farklılaşmaya yol açtığı ve klonojenik potansiyeli engellediği bir çalışmada doğrulanmıştır [78]. Bununla birlikte, çalışmalar ayrıca Wnt ligandları ve β-katenin aşırı ekspresyonu ile tedavinin nöronal farklılaşmayı indükleyebileceğini ve birincil GBM hücrelerinin proliferasyonunu inhibe edebileceğini göstermiştir [79]. Birkaç çalışma, insan GBM’sindeki Wnt aktivasyonunu gösterdi ve GBM’nin tedavisi için yeni Wnt sinyal antagonistlerini önerdi [80].

GSC’ler, endotelyal hücre proliferasyonu ve alımı yoluyla anjiyogenezi teşvik etmek için epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) ve VEGF gibi birkaç sitokin veya büyüme faktörü salgılar [76]. Diğer kanserler gibi, EGFR ve VEGF ifadeleri de insan GBM’sinde güçlü bir şekilde yer almaktadır. GSC’lerde EGFR’nin artan ekspresyonu bildirilmiştir ve EGFR, GSC’lerin proliferasyonu, hayatta kalması ve istilası için esastır [81]. Bir in vitro çalışmada, ZR2002 (reseptörün kendisi ve DNA ve bazlar ile reaksiyona girebilen ve kan-beyin bariyerini geçebilen haloalkil kolu ile geliştirilmiş küçük boyutlu ve yeni bir inhibitör), TMZ ve gefitinib’e dirençli GSC’lerde sitotoksisiteyi indüklemiştir. klinik EGFR inhibitörü [82]. VEGF, vasküler endotelyal hücre proliferasyonunu, göçünü ve hayatta kalmasını teşvik ettiği gösterilmiş olan ve glioma için bir gereklilik olan tümör anjiyogenezisi ile sonuçlanan oldukça spesifik bir endotelyal hücre mitojenidir [83]. Başka bir çalışmada, glioma kök hücre kaynaklı eksozomlar, miR-21/VEGF sinyal büyümesi yoluyla endotel hücrelerinin anjiyojenik kabiliyetini destekledi [84].

10.7 Terapötik Hedef Olarak Glioblastoma Kök Hücreleri

Glioblastoma, birkaç hücre tipini içeren oldukça heterojendir ve GSC’ler, çeşitli hücre sinyal molekülleri salgılar ve çeşitli parakrin sinyallemesine yanıt verir. Bu nedenle, tek bir ajanla hedefleme zorlu bir iştir. Bununla birlikte, çalışmalar belirli GSC reseptörlerini hedeflediğini bildirdi ve umut verici sonuçlar verdi. Örneğin, epigenetik bir bakış açısından, histon deasetilazlar (HDAC’ler), GBM dahil olmak üzere çeşitli kanser hücre tiplerinde rol oynar. Bu nedenle, TSA ve SAHA gibi HDAC inhibitörleri, U87-MG hücre çizgisi ve birincil tümör (GBM011) hücrelerine karşı test edilmiştir. HDAC aktivitesi blokajı, in vitro plastisite modülasyonu nedeniyle GBM ilerlemesini aşağı regüle eder [85]. GSC’lerde majör bir laminin reseptörü olan Integrin-a7 (ITGA7), GBM hastalarında terapötik bir hedef olarak tanımlanmıştır. ITGA7’nin RNAi tarafından hedeflenmesi veya mAb’lerin bloke edilmesi, laminin sinyalini bozmuş ve tümör engraftmanını ve invazyonunu geciktirmiştir [86]. AP12009, LY2157299 ve GC1008 gibi TGF-β inhibitörleri klinik deneylerde test edilmiştir; bununla birlikte, GBM hastalarında sınırlı terapötik potansiyele sahiptiler [87].

Hipoksi perspektifinde, GSC’ler hipoksik niş içinde tutulur ve GBM’nin başlatılması, ilerlemesi ve tekrarlanmasından sorumludur. Notch yolu, GSC’lerin hipoksi aracılı bakımı için önemlidir ve bu nedenle, Notch sinyalinin inhibisyonu veya HIF’lerin tükenmesi, GSC’lerin hipoksi aracılı bakımını engelleyebilir. Önceki çalışmalarda, γ-sekretaz inhibitörleri yoluyla Notch sinyalinin bloke edilmesi, GSC’lerde CD133+’nın tükenmesine, nörosfer oluşumunun azalmasına ve Akt ve STAT3 fosforilasyonunun azalması yoluyla ksenograft tümör büyümesinin inhibe edilmesine neden oldu [88]. GBM hücre hattında test edilen sırasıyla Notch ve Akt inhibitörleri, MRK003 ve MK-2206 kullanan kombinasyon tedavisi, kombinasyon tedavisinin GBM hücrelerinin proliferasyonunu değil istilayı kontrol etmede yararlı olduğunu gösterir [89]. Bununla birlikte, bir faz 1 klinik denemesi, glioma hastalarında gama-sekretaz inhibitörü olan RO4929097 yoluyla Notch inhibisyonu ile karşılaştı ve Notch sinyalinin inhibisyonunun tek başına tümör ilerlemesini tam olarak kontrol etmek için yetersiz olduğunu bildirdi; ancak bu çalışma GSC’ye özgü değildir [90].

Epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) benzeri sürecin GBM’deki invazivlikte önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Bir çalışmada, metforminin, GSC’lerin kendi kendini yenileme yeteneğini inhibe ettiği ve Bmi1, Sox2 ve Musashi1 gibi kök hücre belirteçlerinin ekspresyonunu azalttığı, metforminin GBM hücrelerinin kanser sapı benzeri özelliklerini engelleyebileceğini gösteren rapor edilmiştir. Metformin ayrıca Akt ve TGF-β2’yi ve onun akış aşağı SMAD sinyalini inhibe etti [91, 92]. İlginç bir şekilde, bitki kaynaklı bir ilaç resveratrolünün, GSC’lerin EMT destekli kendi kendini yenileme kapasitesini ve EMT kaynaklı kanser kök hücre belirteçleri Bmi1 ve Sox2’yi inhibe ettiği bildirilmektedir. Bu etkiler, in vivo ksenograft deneylerinde de doğrulanmıştır [93].

İmmünoloji perspektifinde, GBM hastaları birkaç immün modülatör ile hedeflenmiştir. Örneğin setuksimab, trastuzumab ve panitumumab, klinik öncesi çalışmalarda etkinlik gösteren EGFR monoklonal antikorlarıdır. Bununla birlikte, faz 2 klinik çalışmada, setuksimabın terapötik etkisi ve OS’de hiçbir değişikliği yoktu [94, 95]. GSC’ler spesifik olarak SOX6’yı eksprese eder ve SOX6’dan türetilen peptitlere karşı hazırlanan sitotoksik T lenfosit (CTL) tarafından öldürülür [96] ve bu nedenle CTL tarafından tanınan GSC antijen peptitleri, GSC’leri hedefleyen immünoterapiye uygulanabilir [97]. Dendritik hücre bazlı aşılama ile indüklenen CTL, GSC’leri tanıdı ve tümör taşıyan ksenograft hayvanların hayatta kalma süresini uzattı [98]. CD133’ün AC133 epitopu, GBM için hayati bir GSC işaretçisidir; bu nedenle rekombinant AC133 CD3 bispesifik antikor geliştirilmiştir. Bu bispesifik antikor, poliklonal T hücrelerine CD133+ GSC’lere yönlendirildi ve insan glioma hücre hattının (U-251) koloni oluşturma kabiliyetini azalttı, lizizlerini indükledi ve in vivo ksenograft büyümesini önledi [99]. Benzer şekilde, GBM tedavisi için GSC’de birkaç immün hedef denenmiştir. GBM durumundaki GSC’leri hedef alan klinik araştırmalar Tablo 10.1’de listelenmiştir.

10.8 Sonuçlar

Şimdiye kadar, GBM en ölümcül ve agresif kanserdir. TME’deki GSC’ler dahil olmak üzere çeşitli tipler, ilerlemeye ve nüksetmeye katkıda bulunur. Mevcut çalışmalar, GBM mikro ortamının, gövde benzeri özellikler sergileyen GSC’ler dahil olmak üzere çeşitli CSC popülasyonuna sahip olduğunu göstermiştir. GSC’ler kemo veya radyoterapiye dirençlidir ve bu nedenle GSC’ye özgü hedefli tedavilere bir saat boyunca ihtiyaç vardır. GBM’nin tedaviyi engelleyen üç ana özelliği (1) TME’de kemo- veya radyo-dirençli GSC’lerin ortaya çıkması, (2) tümörün heterojenliği ve (3) mikroçevre ve çeşitli onkojenik çözünür faktörlerin salgılanmasından sorumlu niştir. . Çoğu zaman, çeşitli stratejilere sahip glioma tedavileri, kanser ortamının yakınında bulunan normal hücreleri etkiler. Şimdiye kadar, GSC’lerin plastisitesi, farklılaşması ve koloni oluşumu hakkında yalnızca temel bir anlayış bildirilmiştir ve bu tür çalışmalardan elde edilen sonuçlar tutarsızdır. Çalışmalar, GSC’lerde birkaç hücre sinyal molekülünün modülasyonunu bildirmiş olsa da, bazı yönler henüz tam olarak belirlenmemiştir. Örneğin BMP, GSC’lerde ve katı tümörler gibi diğer alanlarda farklı şekilde ifade edilir. Bu tür tutarsızlıkların arkasındaki nedenin yakında ele alınması gerekiyor. Bazı bitki türevli ilaçlar, kan-beyin bariyerini geçme kabiliyetini engelleyen zayıf biyoyararlanım ile yüksek moleküler ağırlığa sahiptir. Bu nedenle, ilaç boyutuna ve biyoyararlanımına dikkat edilmelidir. Ayrıca, terapötik müdahalelerin çoğu, ksenograft hayvan modelleri kullanılarak in vitro ve in vivo olarak test edilir. Bu tür çalışmalar sonuçların yorumlanması için faydalıdır ve kendi başlarına insanların TME’sini özetlemeyeceklerdir ve kesin kanıt sunmayacaktır ve bu nedenle GBM hastaları üzerinde daha fazla çalışma garanti edilmektedir.

KAYNAKÇA: Cancer Stem Cells: New Horizons in Cancer Therapies, Editörler: Surajit Pathak Antara Banerjee