Brain tumors are one of the cancer types with lethal consequences worldwide. Gliomas are the most frequent brain tumors originated from glial cells of the central nervous system and most common and aggressive primary brain malignancy is called glioblastoma multiform (GBM grade IV astrocytoma). The median survival time for GBM patients is only 8-12 months. Despite the surgery, radiotherapeutic and chemotherapeutic interventions, the survival rates do not change remarkably. Thus, scientists across the world are still seeking for innovative therapies for gliomas. The presence of the blood-brain barrier (BBB) is an important factor in reducing the efficacy of chemotherapy. Temozolomide (TMZ), a DNA alkylating agent, which can penetrate the BBB due to its structure used as the most promising treatment for recurrent glioma.In recent cancer researches, treatment of brain tumors has been shaped to reduce Hsp levels. The reasons for this are to show that there is a relationship between stress proteins and brain tumor malignancy, and that those proteins are effective in the proliferation and progression of tumor cells and that cancerous cells increasingly show resistance to treatment due to the increment in the expression levels of these proteins. Stress proteins have become an important focal point in developing new therapies due to the contribution to the suppression of these proteins' expression to the treatment. There are many studies in the literature that suppress the expression of these proteins using distinct methods including targeting the TMZ agent and reducing the expression level of heat shock proteins. Recent research shows that cells can communicate through extracellular vesicles (EVs). Exosomes with spherical structures of 30-150 nm in diameter and surrounded by lipid bilayers have become the most studied group of the EV family. Exosomes have been indicated to have important roles in cancer improvement and can alter the tumor microenvironment with materials, which they can cargo (DNA, RNA, and proteins-some Hsps). Therefore, it is thought that cancer-associated exosomes and exosome surface HSPs can be a therapeutic target. The main objective of this study was to evaluate the effects of TMZ on the expression of heat shock proteins in exosomes released from U87MG cells. At the beginning of the study, the effect of TMZ on cell viability was analyzed. According to the cytotoxicity analyzes, the agent was treated to the cells at concentrations that did not show any toxic or proliferative effect on the cells (100% cell viability) or that affected cell viability by less than 20% and 50% cell viability. After the exosome isolation was performed, the effect of TMZ application on both exosomal and cell-derived soluble protein profiles was demonstrated by 1-dimensional electrophoresis technique. The proteins were separated on the gels then transferred to the membrane by Western blotting technique and incubated with specific antibodies for target proteins. The most common exosomal marker proteins demonstrated the yield of the isolation by Western Blot and Scanning Electron Microscopy (SEM) images. Cell migration assay was carried out to explain the role of exosomes in metastasis. According to the results of this study, it has been seen that TMZ at various concentrations in dose dependent manner treated to glioma cells increased the expression level of intracellular Hsp70, while the expression level of Hsp70 that is secreted by extracellular-exosomal pathway was decreased. It was determined that TMZ concentration was 750 μM, which the most increased Hsp70 expression in U87MG glioma cells and decreased expression of exosomal Hsp70. The results could be considered a promising approach in slowing cell migration and consequently slowing angiogenesis by decreasing the amount of extracellular Hsp70 by TMZ treatment.These results indicate that the chemotherapy agent was administered to cells, perhaps becomes an effective therapeutic option for the brain tumors treatments. The data from this study are promising to the development of innovative therapies for the treatment of aggressive brain tumors with high fatality rates.

Beyin tümörleri, tüm dünyada ölümcül sonuçları olan kanser türlerinden biridir. Gliomalar, merkezi sinir sisteminin glial hücrelerinden meydana gelen ve en sık görülen beyin tümörleridir, ve en agresif yaygın primer beyin malignitesi, glioblastoma multiform (GBM, derece IV astrositom) olarak adlandırılmıştır. GBM hastaları için ortalama hayatta kalma süreleri bir yıldan az olarak öngörülmektedir. Ameliyata, radyoterapötik ve kemoterapötik müdahalelere rağmen, sağ kalım oranları dikkate değer bir değişiklik göstermemektedir. Bu nedenle, dünya çapında, bilim adamları ve klinisyenler malign gliomalar için hala daha iyi tedaviler aramaktadır. Kan-beyin bariyerinin (KBB) varlığı kemoterapinin etkinliğini azaltmada önemli bir rol oynamaktadır. Bir DNA alkilleyici ajan olan Temozolomid (TMZ) yapısı itibariyle KBB'ye nüfuz edebildiğinden dolayı, tekrarlayan glioma için en umut verici tedavi olarak kullanılan kemoterapötiktir.Son zamanlarda yapılan kanser araştırmalarında, beyin tümörlerinin tedavileri Hsp seviyelerini düşürmeye yönelik olarak şekillendirilmeye başlanmıştır. Bunun nedenleri arasında, beyin tümörleri ile stres proteinleri arasında bir ilişki olduğunun ortaya konulması, bu proteinlerin tümör hücrelerinin çoğalmasında ve progresyonunda etkili olması ve bu proteinlerin miktarlarındaki artışa bağlı olarak kanser hücrelerinin giderek tedaviye karşı direnç göstermesi sayılabilir. Bu proteinlerin anlatımının baskılanmasının tedaviye sağlayacağı katkı nedeniyle stres proteinleri yeni ilaçların geliştirilmesinde önemli bir odak noktası haline gelmiştir. Literatürde farklı yöntemler kullanılarak bu proteinlerin anlatımlarının baskılanmasını sağlayan birçok çalışma bulunmaktadır. Bu yöntemler arasında TMZ ajanı ile ısı şoku proteinlerinin anlatım seviyesini düşürmeyi hedeflemek de yer almaktadır. Yeni yapılan araştırmalar hücrelerin, hücre dışı veziküller (EV'ler) vasıtasıyla da iletişim kurabildiğini göstermektedir. 30-150 nm çapında ve lipit çift katmanıyla çevrili küresel yapılara sahip olan eksozomlar EV ailesinin en çok araştırılan grubu haline gelmiştir. Eksozomların kanser progresyonda önemli rolleri olduğu ve tümör mikro ortamını içerdikleri (DNA, RNA ve proteinler- bazı Hspler dahil) çeşitli materyaller ile değiştirebildikleri yapılan çalışmlarda gösterilmiştir. Bu nedenle, kansere bağlı eksozomların ve eksozom yüzeyi HSP'lerinin terapötik bir hedef olabileceği düşünülmektedir.Bu çalışmanın temel amacı, TMZ'nin, U87MG hücrelerinden salınan eksozomlarda HSP'lerin ekspresyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmektir. Çalışmanın başında TMZ'nin hücre canlılığı üzerindeki etkisi incelendi. Sitotoksisite analizlerine göre, ajan, hücreler üzerinde toksik veya proliferatif bir etki göstermeyen (%100 hücre canlılığı), hücre canlılığını %20'den az oranda etkileyen ve %50 oranında etkileyen konsantrasyonlarda hücrelere uygulandı. Eksozom izolasyonu yapıldıktan sonra, TMZ uygulamasının hem eksozomal hem de hücre kaynaklı çözünür protein profilleri üzerindeki etkisi 1 boyutlu elektroforez tekniği ile gösterildi. Proteinler bu jeller üzerinde ayrıldıktan sonra Western blot tekniği ile membrana aktarıldı ve hedef proteinler için spesifik antikorlarla inkübe edildi. İzolasyonun verimi, Western blot tekniği kullanılarak en yaygın eksozomal marker proteinleri ile ve SEM görüntüleri ile gösterildi. Eksozomların metaztazdaki rolünü açıklamak için hücre migrasyonu deneyi yapıldı. Sonuçların, en yüksek dozda TMZ uygulamasıyla hücre göçünün, dolayısıyla ekstraselüler Hsp70 miktarını düşmesine bağlı olarak anjiyogenezin azalmasını yansıtacak umut vaddedici bir yaklaşım olduğu öngörülmektedir. Bu çalışmanın sonuçlarına göre, glioma hücrelerine uygulanan çeşitli konsantrasyonlardaki TMZ'nin doza bağlı olarak hücre içi Hsp70'in anlatım seviyesini artırdığı görülürken, hücre dışı-eksozomal yolakla salgılanan Hsp70'in anlatım seviyesini azalttığı görülmüştür.U87MG glioma hücrelerinde Hsp70 anlatımını en çok artıran ve eksozomal Hsp70'in anlatımın en çok azaldığı TMZ konsantrasyonun 750 μM olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar, hücrelere uygulanan kemoterapi ajanın beyin tümörleri tedavileri için etkin bir terapötik seçenek olabileceğini göstermektedir. Bu çalışmadan elde edilen veriler yüksek ölüm oranı gözlenen beyin tümörlerinin tedavisi için yenilikçi tedavilerin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.