Evaluation of a cell migration and autophagyrelated kinase as a novel drug target in pediatric glioma

Abstract

Pediatric gliomas are aggressive brain tumors that pose serious difficulties in terms of prognosis and treatment options. The purpose of this thesis is to assess a novel therapeutic target for pediatric glioma, a cell migration- and autophagy-related kinase. This kinase was discovered as a prospective therapeutic target by a thorough study of proteomic datasets due to its altered expression and interaction with important pathways involved in cell migration and autophagy in glioblastoma. This thesis examines the functional importance and expression of the discovered kinase in pediatric glioma cell lines and patient tumour samples. We observed that migration and drug resistance of pediatric glioma cells are more sensitive to changes in autophagic flux. Also, its expression and localization in patient samples is evaluated using quantitative PCR, Western blotting, and immunohistochemistry. To determine the influence of targeting this kinase on glioma cell migration and autophagy, functional tests such as cell migration assays, autophagy flux analysis, and cell viability assays were carried out. The findings from this study could aid in facilitating the improvement of pediatric glioma-targeted treatments. Understanding the functions of this kinase protein will help researchers develop novel pharmaceutical candidates that selectively limit the growth of gliomas while minimizing side effects. The interaction between the interested kinase protein and one of the main autophagy proteins, ATG5, was displayed. The changes in the autophagic degradation with wild-type, kinase overexpressing and CRISPR-Cas9 mediated knockout cell lines were revealed. Moreover, cellular migration was significantly influenced upon depletion of the protein. Besides, drug resistance against various commonly used chemotherapeutic agents was not changed with gene deletion and kinase inhibition. To summarize, this research on the interested kinase protein as a druggable target may pave the door for individualized treatment plans that develop the prognosis and quality of life for children with gliomas.

Pediatrik gliomalar, prognoz ve tedavi seçenekleri açısından ciddi zorluklar oluşturan agresif beyin tümörleridir. Bu tez, hücre göçü ve otofajiyle ilişkili bir kinaz olan pediatrik glioma için yeni bir terapötik hedefi değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu kinaz, değiştirilmiş ekspresyonu ve glioblastomada hücre göçü ve otofajide yer alan temel yollarla etkileşimi nedeniyle proteomik veri kümelerinin kapsamlı bir çalışmasıyla ileriye dönük bir terapötik hedef olarak keşfedildi. Bu tez, pediatrik glioma hücre dizilerinde ve hasta tümör örneklerinde keşfedilen kinazın fonksiyonel önemini ve ekspresyonunu incelemektedir. Pediatrik glioma hücrelerinin göçü ve ilaç direncinin, otofajik akıştaki değişikliklere karşı daha duyarlı olduğunu gözlemledik. Ayrıca kantitatif PCR, Western blotlama ve immünohistokimya, hasta örneklerinde ekspresyonunu ve lokalizasyonunu değerlendirdi. Bu kinazın glioma hücre göçü ve otofaji üzerindeki etkisini belirlemek için hücre göçü analizleri, otofaji akı analizi ve hücre canlılığı analizleri gibi çeşitli fonksiyonel testler yapıldı. Bu çalışmadan elde edilen bulgular pediatrik glioma hedefli tedavilerin iyileştirilmesini kolaylaştırmaya yardımcı olabilir. Bu kinaz proteininin işlevlerini anlamak, araştırmacıların, yan etkileri en aza indirirken gliomaların büyümesini seçici olarak sınırlayan yeni farmasötik adaylar geliştirmelerine yardımcı olacaktır. İlgili kinaz proteini ile ana otofaji proteinlerinden biri olan ATG5 arasındaki etkileşim gösterildi. Vahşi tip, aşırı kinaz ekspresyonu ve CRISPR-Cas9 aracılı nakavt hücre çizgileri ile otofajik bozulmadaki değişiklikler ortaya çıktı. Üstelik hücresel göç, proteinin tükenmesinden önemli ölçüde etkilenmiştir. Ayrıca gen delesyonu ve kinaz inhibisyonu, yaygın olarak kullanılan çeşitli kemoterapötik ajanlara karşı ilaç direncini değiştirmedi. Özetlemek gerekirse, ilaç verilebilir bir hedef olarak kinaz proteini üzerine yapılan bu araştırma, gliomlu çocukların prognozunu ve yaşam kalitesini geliştiren bireyselleştirilmiş tedavi planlarının kapısını açabilir.