Nematod caenorhabditis elegans (C. elegans) model organizmasında mTOR inhibitörlerinin rolünün araştırılması

TOR veya mTOR, besin ve diğer ipuçlarındaki değişikliklere yanıt olarak protein sentezi, otofaji ve diğer çoklu hücresel süreçleri modüle ederek büyüme, gelişme ve davranışları düzenleyen bir serin/treonin kinazdır. Son yıllarda TOR, büyüme, metabolizma, kanser ve yaşlanmadaki önemi nedeniyle memeli hücre kültürü ve genetik sistemlerinde yoğun olarak çalışılmıştır. İnsan kullanımı için lisanslanmış oldukça seçici ve iyi tanımlanmış bir ilaç olan Rapamisin, bu sistemin ana bileşeni olan TOR kinazı hedefler. FDA onaylı bir ilaç olan Rapamisin'in çeşitli türlerde ömrü uzattığı ve memelilerde yaşa bağlı hastalıkların gelişimini geciktirdiği gösterilmiştir. Bununla birlikte, rapamisinin yaşa bağlı patofizyolojiyi ve sağkalımı nasıl etkilediğine dair bir dizi temel endişe henüz çözülmemiştir. Nematod Caenorhabditis elegans (C. elegans) temin edilmesi ve yetiştirilmesindeki kolaylıklar, etik olarak uygunluğu, yapısal avantajları, genlerinin insan genlerine olan yüksek homolojileri sayesinde araştırmacılar için önemli bir model organizmadır. C. elegans'ın sağladığı avantajlar ile solucan gelişimi, metabolik düzenleme, yaşlanma ve nöronal işlevlerdeki araştırmalar için olağanüstü bir model sistem oluşturmaktadır. C. elegans'ın besin mevcudiyeti ve bu fizyolojik fonksiyonlar arasındaki bağlantılar sayesinde TOR fonksiyonlarını içeren birçok çözülmemiş hastalıkla ilgili biyolojik problem sunduğundan TOR komplekslerinin fizyolojik fonksiyonları hakkında bilgi edinmek için eşsiz fırsatlar sunmaktadır. C. elegans'ta yapılan araştırmalar, TOR aktivitesini azaltarak metazoan yaşam süresinin nasıl artırılabileceği çalışmalarına öncülük etmiştir. C. elegans'taki ortologu lin-35/Rb olan tümör baskılayıcı Rb'nin, vii doğrudan veya dolaylı olarak hemen hemen tüm insan kanserlerinde yer aldığı tahmin edilmektedir. Bu çalışmada yabanıl tip N2 ve kanser ile ilişkili genleri içeren mutant lin-35 C. elegans suşlarıyla çalışılmıştır. Kanser araştırmalarında hedef haline gelmiş ilgi çeken TOR inhibitörleri olan rapamisin, temsirolimus, everolimus uygun konsantrasyonlar belirlenerek uygulanmıştır. İnibitörlerin C. elegans model organizmasında ömür uzunluğuna olan etkileri ömür uzunluğu testleri ile araştırılmıştır. C. elegans rapamisin, temsirolimus veya everolimus vermenin lin-35 ve N2 suşlarında yaşam süresinin uzamasına ve yumurtlama kapasitesinin azalmasına neden olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda inhibitör uygulanmadan önceki ve sonraki etkilerini ortaya koymak için TOR ile ilişkili önemli genlerin gen expresyonu seviyeleri RT-PCR analizi yapılmıştır. Rapamisin ve analoglarının sağlığın uzamasını düzenleyen moleküler mekanizmalarının aydınlatılması, insan yaşlanması ve yaşa bağlı bozuklukların tedavisinde terapötik uygulanabilirliğini genişletecektir.

TOR or mTOR is a serine/threonine kinase that regulates growth, development, and behavior by modulating protein synthesis, autophagy, and other multiple cellular processes in response to changes in nutrients and other cues. In recent years, TOR has been extensively studied in mammalian cell culture and genetic systems due to its importance in growth, metabolism, cancer and aging. Rapamycin, a highly selective and well-defined medication licensed for human use, targets the major component of this system, TOR kinase. Rapamycin, an FDA-approved medicine, has been shown to increase longevity in various species and delay the development of age-related illnesses in mammals. However, a number of fundamental concerns about how rapamycin impacts age-related pathophysiology and survival remain unsolved. The Nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) is an important model organism for researchers thanks to its ease of obtaining and breeding, its ethical suitability, structural advantages, and high homology of its genes to human genes. The advantages of C. elegans provide an outstanding model system for research in animal development, metabolic regulation, aging, and neuronal function. The links between nutrient availability and these physiological functions offer unique opportunities to learn about the physiological functions of TOR complexes, as they present many unresolved diseaserelated biological problems involving TOR functions. Studies in C. elegans led to the study of how metazoan lifespan could be increased by reducing TOR activity. C. elegans has continued to make an important contribution to the understanding of the mechanisms involved. The tumor suppressor Rb, whose ortholog in C. elegans is lin-35/Rb, is predicted to be involved in almost all human cancers, either directly or indirectly. In this study, wild type N2 and lin-35 C. elegans strains containing cancer-related genes will be studied. Rapamycin, temsirolimus, everolimus, which are interesting TOR ix inhibitors that have become targets in cancer research, will be applied by determining appropriate concentrations. The effects of inhibitors on longevity in the C. elegans model organism will be investigated by longevity tests. We show that giving C. elegans rapamycin, temsirolimus, or everolimus resulted in increased lifespan and decreased spawning capacity in lin-35 and N2 worms.At the same time, RT-PCR analysis of gene expression levels of important genes associated with TOR will be performed to reveal their effects before and after inhibitor administration. The elucidation of molecular mechanisms of rapamycin and its analogues regulating health prolonging will expand its therapeutic applicability in the treatment of human aging and age-related disorders.