Regulación epigenética en la pancreatitis necrótica aguda

Resumen

La pancreatitis necrótica aguda (PA) produce, en casos graves, una severa necrosis a nivel local, múltiples complicaciones sistémicas y elevada mortalidad. En este trabajo hemos analizado el complejo y ordenado perfil temporal de expresión de los genes más importantes relacionados con el inicio de la PA inducida por taurocolato en rata. Entre éstos se incluyen genes que codifican factores de transcripción (como egr-1), rutas de señalización intracelular, moléculas de adhesión (como icam-1), citoquinas (como tnfα) y genes de estrés oxidativo. El análisis de los mecanismos epigenéticos de regulación en tres genes modelo (egr-1, icam-1y tnfα) muestra la intervención de diferentes factores de transcripción pro-inflamatorios (EGR-1, ATF-2, NFκB, C/EBPβ o SP1), la unión de los complejos HAT (CBP) y liberación de complejos HDAC (HDAC1/2-Sin3A-) y la modificación de residuos específicos de histonas (H3K9ac, H3K14ac, H4K5ac y H3K4me3). Por otra parte, el estudio del mecanismo de acción del potencial fármaco terapéutico pentoxifilina mostró que su efecto beneficioso puede ser producido, en parte, por represión de diversos genes, en especial egr-1, icam-1 y tnfα, regulando la unión a sus promotores de factores transcripcionales pro-inflamatorios (NF-κB, SP1, C/EBPβ y EGR-1) y la inhibición de las rutas de señalización de ERK1/2 y JNK1/2 implicadas en la activación de estos genes. Estos resultados avalan el posible uso terapéutico de la pentoxifilina en las fases iniciales de la PA, o como tratamiento preventivo, al bloquear los estímulos pro-inflamatorios característicos de la PA.

Palabras clave: ChIP.—HAT/HDAC.—Cromatina.—Modificación de histonas.— Inflamación.

Abstract

The acute necrotic pancreatitis (AP) produces, in serious clinical cases, a severe local necrosis, develops several systemic complications and elevate mortality. In the present work we analysed the complex and ordered temporal profile of gene expression of the most important genes related with the initiation of AP induced by taurocholate in rat. They include genes coding for transcriptional factors (f.i. egr-1), intracellular signalling network, adhesion molecules (f.i. icam-1), cytokines (f.i. tnfα) and oxidative stress genes. The analysis of regulation epigenetic mechanisms in three model genes (egr-1, icam-1y tnfα) showed the involvement of different pro-inflammatory transcriptional factors (EGR-1, ATF-2, NF-κB, C/EBPβ or SP1), binding of HAT complexes (CBP) and release of HDAC complexes (HDAC1/ 2-Sin3A-) and site-specific histone modification (H3K9ac, H3K14ac, H4K5ac y H3K4me3). Furthermore, the study of the mechanism of action of the potentially pharmacological agent pentoxyfiline showed that beneficial effect may be produced, at least partially, by repression of different genes, specially egr-1, icam-1 and tnfα, throughout regulation of pro-inflammatory transcriptional factors binding (NF-κB, SP1, C/EBPβ or EGR-1) and inhibition of signalling network ERK1/2 and JNK1/2 involved in the activation of those genes. The results support the potential therapeutic use of pentoxyfilline in the initial phases of AP, or as preventive treatment, since it blocks the pro-inflammatory stimulus generated in AP.

Keywords: ChIP.—HAT/HDAC.—Chromatin.—Histone modification.— Inflammation.