Investigation of the effect of methionine-free diet on AMPK/mTOR/autophagy targets in wild-type and MIR-21-/-MDA-MB-231 breast cancer cells

Abstract

Meme kanseri dünya çapında en yaygın kanser türlerinden biridir ve kansere bağlı ölümlerin en yaygın ikinci nedenidir. MicroRNA-21(miR-21) yukarı regüle edilir ve çeşitli tümör tiplerinde metastazı destekler. Yapılan çalışmalar, miR-21'in MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde hücre çoğalmasını ve göçünü indükleyebileceğini göstermiştir. Daha önceki çalışmalara göre, metiyonin önemli bir amino asittir ve metiyonin yoksunluğu, mTOR ve AMPK sinyal yolağıyla hücre çoğalmasını engellemektedir. Bu bilgilerden hareketle meme kanserinde miR-21 eksikliği durumunda hücrelerin metabolik tepkileri araştırıldı. Bu nedenle, bu çalışma, metabolizmayı hedef alan agresif MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde metiyonin yoksunluğu durumunda miR-21'in rolünü vurgulamaktadır. Metiyonin yoksunluğunun MDA-MB-231 dt ve miR-21 -/- hücrelerinde 24, 48, 72 saat boyunca hücre sağkalımı ve ölümü üzerindeki etkilerini incelemek için MTT analizi, koloni oluşumu, tripan mavisi ile boyama ve floresan boyama (PI, DiOC6, H2DCFDA, BODIPY boyaları ile) deneyleri yapıldı. Hücre döngüsü değişikliklerini gözlemlemek için akış sitometrisi kullanıldı. Hücrelerin metiyonin içermeyen besiyeri ile muamelesi sonrasında, sağlıklı kontrollere kıyasla miR-21 -/- MDA-MB-231 meme kanseri hücre hattında hücre canlılık oranının azaldığı gözlemlendi. En düşük hücre canlılığı oranı, miR-21 -/- MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde 72 saatlik muameleden sonra gözlemlendi. Ayrıca miR-21'in inhibisyonu, MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde sağkalım oranını ve koloni oluşumunu engelledi. Metiyonin yoksunluğunda hücre canlılığının azalması ve koloni oluşumunun azalması sonuçlarının elde edilmesi, metiyonin açlığının meme kanseri üzerinde terapötik bir önemi olduğunu işaret etmektedir.Breast cancer (BCa) is one of the most prevalent kinds of cancer worldwide and ranks second among cancer-related deaths. microRNA-21(miR-21) is upregulated and promotes metastasis in several tumor types. Former studies demonstrated that miR-21 can induce migration and cell proliferation in MDA-MB-231 breast cancer cells. According to earlier studies, methionine is a key amino acid, and methionine deprivation inhibits cell proliferation via mTOR/AMPK signaling cascade. Based on this information, metabolic responses of cells in the case of miR-21 deficiency in selected breast cancer were investigated. Thus, this study states the role of miR-21 in the case of methionine deprivation in aggressive MDA-MB-231 BCa cells as metabolism targeted. For examining the effects of methionine deprivation on cell survival /death in MDA-MB-231 wt and miR-21 -/- cells for 24, 48, 72 hours, MTT assay, colony formation, trypan blue staining, fluorescent staining (with PI, DiOC6, H2DCFDA, BODIPY dyes) were performed. Flow cytometry was used to observe cell cycle changes. Cell viability rate was decreased in miR-21 -/- MDA-MB-231 BCa cell line compared with healthy controls after treatment. The least cell viability rate was observed after treatment for 72 hours in miR-21 -/- MDA-MB-231 BCa cells. Inhibition of miR-21 prohibited colony formation and cell survival in MDA-MB-231 BCa. Obtaining the results of decreased cell viability and decreased colony formation in methionine deprivation indicates that methionine starvation has a therapeutic importance on breast cancer.