Colorectal cancer and type 2 diabetes are the major causes of morbidity and mortality worldwide. Therefore, the isolation and characterization of the colon cancer-initiating cells can help to develop new diagnostic and therapeutic methods, and provide important contributions in illuminating the relationship between cancer and other diseases, such as diabetes. In this study, the effects of glucose, insulin and IGF on proliferation, migration, cell cycle progression and gene expression were investigated in four different human colorectal cancer cell lines derived from four different stages of cancer. Based on the results, the cell lines originated from an early stage of colorectal cancer grew more glucose-dependent. On the other hand, the stimulatory effects of IGFs and insulin on colorectal cancer cell proliferation were observed mainly in the colorectal cancer cell lines derived from late stage of cancer, both in normal and high glucose conditions. The expression of IGF-I and IGF-II mRNA was observed mainly in colorectal cancer cell lines derived from early stage of cancer (SW1116), whereas the highest expression of IGFs- and insulin receptor mRNA was observed in the colorectal cancer cell line derived from late stage of cancer (COLO205). Furthermore, to demonstrate the characteristics of colorectal cancer initiating-cells, stem cells were isolated by MACS and these purified cells were characterized using the sphere formation assay to investigate the role of CD133 and CD44 expression on colorectal cancer progression. According to the results of present study, the positively or negatively purified subpopulations from SW620 (Duke's stage C) and COLO205 (Duke's stage D) cell lines exhibited higher sphere forming capacity as compared with SW1116 (Duke's stage A) and SW480 (Duke's stage B) cell lines. SW1116 subpopulations exhibited the lowest sphere-forming capacity, whereas SW620 and COLO205 subpopulations had the highest sphere forming capacity. Our data suggest that CD133 and CD44 may be stem cell markers in colon cancer cell lines evaluated in this study. Additionally, the mRNA expression of the components of IGF-system was evaluated by RT-qPCR in putative colorectal cancer stem cells. According to our results, mRNA expression level of the components of IGF-system was high mainly in positive sorted cells when compared with negative sorted cells Further studies would clarify the role of the putative colorectal cancer stem cells as a potential therapeutic target.

Kolorektal kanser ve tip 2 diabetes mellitus tüm dünyada morbidite ve mortalitenin başlıca nedenlerindendir. Bu nedenle, kolon kanserini başlatan hücrelerin izolasyonu ve karakterizasyonu, yeni tanı ve tedavi yöntemleri geliştirmeye ve kanserin şeker hastalığı gibi diğer hastalıklarla olan ilişkisini aydınlatmada önemli katkılar sağlayabileceği ön görülmektedir. Bu çalışmada, kanserin dört farklı aşamasından köken almış dört faklı hücre hattı değerlendirilmiştir ve glukoz, insülin ve insülin benzeri büyüme faktörlerinin bu hücrelerin çoğalması, göç, hücre döngüsü ilerlemesindeki etkileri araştırılmıştır ve ayrıca yüksek ve düşük glukoz varlığında gen ifadesi düzeyinde faklılıklarının olup olmadığı araştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, kolorektal kanserin erken aşamasındaki hücrelerin kanserin geç aşamasındaki hücrelere gore daha fazla glikoza bağımlı olarak çoğaldıkları gözlemlenmiştir. Diğer yandan insülinin ve insülin-benzeri büyüme faktörlerinin kolorektal kanser hücre çoğalması üzerindeki uyarıcı etkileri normal ve yüksek glukoz koşullarında ayrı ayrı değerlendirilmiş ve bu büyüme faktörlerinin kolorektal kanserin geç evresindeki hücrelerin çoğalmasını daha fazla uyardığı ortaya konmuştur. Hücrelerin normal ve yüksek glukoz varlığında gen ifadesindeki faklılıklar değerlendirildiğinde ise IGF-I ve IGF-II mRNA ifadesi kanserin erken safhasındaki hücrelerde daha yüksek iken; insülin ve insülin-benzeri büyüme faktör reseptör mRNA ifadesi ise kanserin geç aşamasındaki hücrelerde daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada ayrıca kolorektal kanserini başlatan hücrelerin özelliklerini ortaya koymak için MACS yöntemi ile kök hücreler izole edilmiş ve CD133 ve CD44 ekspresyonunun kolorektal kanser ilerlemesi üzerindeki rolünü araştırmak için küre oluşturma testi kullanılarak saflaştırılan bu hücreler karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, SW620 ve COLO205 hücrelerinden saflaştırılan negatif ve pozitif klonal hücrelerin küre oluşturma kapasiteleri, pozitif ve negatif klonal SW1116 ve SW480 hücrelerine kıyasla daha yüsek olduğu saptanmıştır. SW1116 alt popülasyonları en düşük küre oluşturma kapasitesine sahipken; SW620 ve COLO205 alt popülasyonları en yüksek küre oluşturma kapasitesine sahip oldukları bulunmuştur. Verilerimiz CD133 ve CD44 hücre yüzey belirteçlerin, çalışmamızda değerlendirilen kolon kanser hücre hatlarında kök hücre belirteçleri olabileceğini öne sürmektedir. Bu çalışmada ayrıca kolorektal kanser hücre hatlarından elde edilen positif ve negative klonal hücrelerde IGF sistem bileşenlerinin mRNA ifade düzeyi değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara gore positif hücrelerdeki IGF-sistem bileşenlerinin mRNA ifade düzeyi negatif hücrelere kıyasla daha yüksek olduğu bulunmuştur. Daha ileri çalışmalarla potansiyel bir terapötik hedef olarak varsayılan kolorektal kanser hücre hatlarından elde edilen bu kanser kök hücrelerin rolünün açıklığa kavuşturması amaçlanmaktadır.