ارزيابي بيان ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 در سلول هاي 4T1 در معرض متوتروكسات: مطالعه ي بيوانفورماتيكي و تجربي

EVALUATION OF HMGA2 and SMARCA5 GENES EXPRESSION IN 4T1 CELLS EXPOSED TO METHOTREXATE: BIOINFORMATIC and EXPERIMENTAL STUDY

پيش زمينه و هدف سرطان پستان يكي از جدي ترين تهديدكننده هاي حيات انسان است و بعد از سرطان ريه به عنوان دومين سرطان شايع در ميان زنان مطرح است. هدف از پژوهش حاضر ارزيابي بيوانفورماتيكي و تجربي تاثير متوتروكسات بر بيان ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 در رده سلولي 4T1 سرطان پستان، تيمار شده با داروي متوتروكسات مي باشد. مواد و روش كار براي انجام اين مطالعه، ابتدا داده هاي ميكروآرايه از پايگاه داده GEO جمع آوري شده و با استفاده از جعبه ابزار شبكه عصبي (PNN) در نرم افزار MATLAB 2018a آناليز شد. در مرحله ي بعد، پرايمر هاي ويژه ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 طراحي شدند. سميت سلولي متوتروكسات روي رده سلولي 4T1 به روش MTT ارزيابي شد. و درنهايت تاثير دارو بر بيان ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 به روش Real-time PCR ارزيابي شد. يافته ها نتايج حاصل از آناليز بيوانفورماتيكي نشان داد كه متوتروكسات سطح بيان ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 را به ترتيب كاهش و افزايش داد. ارزيابي سميت سلولي با استفاده از آزمون MTT نشان داد كه متوتروكسات زنده ماني سلول هاي 4T1 را به صورت وابسته به غلظت دارو كاهش داد و همچنين در غلظت µg/ml 208 رشد 50 درصد از سلول ها مهار مي شود. نتايج مربوط به Real-time PCR نشان داد كه سطح بيان ژن HMGA2 به طور معني داري (p≤ 0.05) كاهش يافت، اين در حالي است كه بيان ژن SMARCA5 به صورت معني داري (p≤0.05) افزايش يافت كه با نتايج آناليز بيوانفورماتيكي همخواني دارد. بحث و نتيجه گيري نتايج به دست آمده پيشنهاد مي كند كه ژن هاي HMGA2 و SMARCA5 احتمالا به عنوان ژن هاي هدف متوتروكسات در درمان سرطان پستان استفاده شوند. البته براي تاييد يافته هاي اين پژوهش مطالعات بيشتري بايد انجام گيرد.

Background & Aims: Breast cancer is a threatening disease in females and is the second common cancer among women after lung cancer. The aim of this research is to bioinformatically and experimentally evaluate the effect of methotrexate (MTX) on the expression of HMGA2 and SMARCA5 genes in the MTX treated 4T1 cancer cell line. Materials & Methods: To perform this study, initially microarray data were collected from Gene Expression Omnibus (GEO) then they were analyzed using Probabilistic neural networks (PNN) in MATLAB 2018a software as a bioinformatics tool. In the next step, the specific primers were designed for HMGA2 and SMARCA5 genes. MTX cytotoxicity was assessed on 4T1 cancer cells using MTT assay. Finally, Real-time PCR was used for evaluating the effect of MTX on the rate of HMGA2 and SMARCA5 genes expression. Results: The bioinformatic analysis showed that HMGA2 and SMARCA5 expression levels notably reduced and increased respectively in MTX treated group in comparison with the control (untreated) group. MTT assay indicated that MTX decreased the 4T1 cell viability in a concentration-dependent manner and the IC50 value of MTX was estimated to be 208 μg/ml in 48 hours. Real-time PCR data showed that the expression level of HMGA2 decreased significantly (p ≤ 0.05), while the SMARCA5 gene was significantly (p ≤ 0.05) upregulated which is consistent with bioinformatic analysis results. Conclusion: The obtained results suggest that HMGA2 and SMARCA5 genes may be used as MTX target genes in breast cancer therapy. However, further studies need to be carried outto confirm the results.