Melanomada umut verici bir düzenleyici olarak soğuk atmosferik plazmanın ikili rolü

GİRİŞ ve AMAÇ: Antibakteriyel özellikleri ve potansiyel terapötik faydalarıyla bilinen Soğuk Atmosferik Plazma (SAP), geleneksel kimyasal dezenfektanlara umut verici bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışma, SAP’nın cilt dezenfeksiyonundaki çift rolünü ve melanom üzerindeki potansiyel etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Özellikle, SAP’nın gen ekspresyonunu nasıl etkilediği ve bu etkilerin hem cilt sağlığı hem de kanser progresyonu üzerindeki potansiyel sonuçları incelenmiştir.

YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışmada, insan deri epitelyal keratinositlerinin (HaCaT) Soğuk Atmosferik Plazma (SAP) tedavisi sonrası ve melanom hücre hatlarının gen ekspresyonu analiz edilmiştir. Ham gen ekspresyon verileri Array Express (E-GEOD-46343) ve Gene Expression Omnibus (GSE22301) veritabanlarından alınmıştır. Veriler Robust Multichip Average (RMA) yöntemiyle normalize edilmiştir. Melanom hücre hatlarında, kanserli ve kanser olmayan hücreler arasındaki gen ekspresyonu değişimlerinin karşılaştırmalı analizini sağlamak amacıyla kontrol grubu olarak normal insan melanositleri kullanılmıştır. Diferansiyel olarak eksprese edilen genler (DEG) R paketleri Limma, affy ve edgeR kullanılarak belirlenmiştir. Ortak genler Venny 2.1.0 ile tanımlanmış, hiyerarşik kümeleme analizi Gene Cluster v3.0 ile yapılmıştır. Yolak analizi DAVID ve KEGG kullanılarak yapılmıştır, DAVID fonksiyonel anotasyon kümelemesi sağlarken, KEGG önemli biyolojik süreçleri tanımlamak için yolak haritalaması sunmaktadır. Ek olarak, ağ analizi GeneMANIA ve Cytoscape yazılımları kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
BULGULAR: Bu çalışma, SAP’nın hem antimikrobiyal aktivite hem de kanserle ilişkili gen düzenlemesi üzerindeki etkisini vurgulayan önemli farklı gen ifadelerini ortaya koymaktadır. ARID1A, NIPBL, BPTF ve OTUB1 dahil olmak üzere oksidatif stres tepkilerinde yer alan anahtar genler, dikkate değer değişiklikler göstermiştir. ARID1A, NIPBL ve BPTF’nin aşağı regülasyonu, melanom ilerlemesinde kritik olan bozulmuş DNA onarımı ve artan genomik instabilite ile bağlantılıdır. Buna karşılık, OTUB1’in yukarı regülasyonu hücrenin hayatta kalmasını ve apoptoza direncini desteklemektedir. Bu bulgular, SAP’nın antimikrobiyal savunmaları geliştirmede ve özellikle oksidatif stres tepkilerinin modülasyonu yoluyla kanserle ilişkili yolakları etkilemede ikili bir rol oynadığını göstermektedir.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bulgularımız, SAP’nın moleküler etkilerinin anlaşılması ve melanom için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesindeki potansiyeli için bir temel oluşturmaktadır. Bu çalışmalar, CAP’nin cilt sağlığı üzerindeki olumlu etkilerini ve olası kanserojen risklerini netleştirerek, gelecekteki uygulamalar için sağlam bilimsel veriler sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler: SAP, gen ekspresyonu, dezenfeksiyon, melanoma, oksidatif stres, DEG

The dual role of cold atmospheric plasma as a promising modulator in melanoma

INTRODUCTION: Cold Atmospheric Plasma (CAP),known for its antibacterial properties and potential therapeutic benefits, is emerging as a promising alternativeto traditional chemical disinfectants. This study aims to investigate the dual role of CAP in skin disinfection and its potential effects on melanoma. Specifically, the study examines how CAP affects gene expression and the potential implications of these effects on both skin health and cancer progression.
METHODS: In this study, gene expression analysis was performed on human skin epithelial keratinocytes (HaCaT) post-treatment with Cold Atmospheric Plasma (CAP) and melanoma cell lines. Raw gene expression data were obtained from Array Express (E-GEOD-46343) and Gene Expression Omnibus (GSE22301) databases. The data were normalized using the Robust Multichip Average (RMA) method. For the melanoma cell lines, normal human melanocytes were used as the control group to ensure a comparative analysis of gene expression changes between cancerous and non-cancerous cells. Differentially expressed genes (DEGs) were identified using R packages Limma, affy, and edgeR. Common genes were identified with Venny 2.1.0, and hierarchical clustering analysis was performed using Gene Cluster v3.0. Pathway analysis was conducted using DAVID and KEGG, DAVID provides functional annotation clustering, while KEGG offers pathway mapping to identify significant biological processes. In addition, network analysis was performed using GeneMANIA and Cytoscape software.
RESULTS: This study revealed significant differential gene expressions highlighting CAP’s impact on both antimicrobial activity and cancer-related gene regulation. Key genes involved in oxidative stress responses, including ARID1A, NIPBL, BPTF, and OTUB1, showed notable changes. Downregulation of ARID1A, NIPBL, and BPTF is linked to impaired DNA repair and increased genomic instability, critical in melanoma progression. In contrast, upregulation of OTUB1 promotes cell survival and resistance to apoptosis. These findings suggest CAP’s dual role in enhancing antimicrobial defenses and influencing cancer-related pathways, particularly through the modulation of oxidative stress responses.
DISCUSSION AND CONCLUSION: Our findings provide a foundation for understanding the molecular effectsof CAP and its potential in developing novel therapeutic strategies for melanoma.These studies clarify CAP’s beneficial impacts on skin health and potential carcinogenic risks, providing robust scientific data for future applications.

Keywords: CAP, gene expression, disinfection, melanoma, oxidative stress, DEG