La histona desacetilasa 8 regula la inflamación relacionada con NF-kB en ratones asmáticos a través de la acetilación de H3K9
El asma bronquial es una enfermedad respiratoria crónica caracterizada por inflamación de las vías respiratorias, remodelación de la mucosa y hiperreactividad bronquial. Durante un ataque de asma, se activan numerosos genes inflamatorios que incrementan la expresión de mediadores inflamatorios, contribuyendo a la hiperreactividad y remodelación de las vías respiratorias. El factor nuclear kappa B (NF-kB), un factor de transcripción compuesto por dímeros de la familia Rel, desempeña un papel central en la regulación de estos genes. Las histonas desacetilasas (HDAC) son enzimas clave que modulan la desacetilación de histonas y proteínas no histónicas, influyendo en procesos celulares y transcripción génica. Estudios previos han demostrado que inhibidores de HDAC, como el inhibidor de HDAC6 Tubastatina A HCl, el inhibidor de HDAC8 PCI-34051 y el inhibidor pan-HDAC Givinostat, reducen la inflamación, la remodelación y la hiperreactividad en modelos de asma. Sin embargo, los mecanismos específicos de HDAC8 en la regulación inflamatoria del asma permanecen poco claros. Este estudio explora el papel de HDAC8 en la patogénesis del asma, particularmente su regulación de la inflamación asociada a NF-kB mediante la acetilación de la histona H3 en lisina 9 (H3K9).
Diseño experimental y métodos
Se utilizaron ratones BALB/C hembra (libres de patógenos, 6–8 semanas, 18–22 g) de Liaoning Changsheng Biotech Co., Ltd. Los procedimientos siguieron las pautas del Comité de Cuidado Animal y los lineamientos del NIH. Cuarenta y ocho ratones se dividieron aleatoriamente en cuatro grupos: control normal, grupo asma, grupo dexametasona y grupo PCI-34051. Los grupos asma, dexametasona y PCI-34051 fueron sensibilizados con ovalbúmina (OVA) e hidróxido de aluminio por vía intraperitoneal en los días 1, 8 y 15. Siete días después de la última sensibilización, se realizó atomización con OVA tres veces por semana durante ocho semanas. La dexametasona (2.0 mg/kg) y PCI-34051 (0.5 mg/kg) se administraron 30 minutos antes de la estimulación. El grupo control recibió solución salina.
La hiperreactividad de las vías respiratorias se midió mediante pletismografía corporal no invasiva, registrando valores de Penh tras estimulación con cloruro de acetil-β-metacolina en concentraciones crecientes. Se recolectó líquido del lavado broncoalveolar (BALF) para conteos celulares totales y diferenciales (tinción de Wright-Giemsa). Los niveles de interleucina-4 (IL-4), IL-5, interferón-γ (IFN-γ) en BALF e inmunoglobulina E (IgE) sérica se cuantificaron mediante ELISA. Los tejidos pulmonares se fijaron en parafina y se tiñeron con hematoxilina-eosina (H&E), azul Alcián-ácido periódico de Schiff (AB-PAS) y tricrómico de Masson para evaluar infiltración inflamatoria, metaplasia de células caliciformes y depósito de colágeno. La actividad nuclear de HDAC8 se midió mediante ensayo fluorométrico, mientras que la expresión de HDAC8, acetilación de H3K9 y componentes de la vía NF-kB (NF-kB, NF-kB fosforilado, IkB e IkB fosforilado) se analizaron mediante western blot e inmunohistoquímica. Los datos se procesaron con SPSS 23.0, utilizando pruebas t para comparaciones intergrupales (p < 0.05 como significativo).
Resultados
HDAC8 mostró alta expresión en células epiteliales, células intersticiales alveolares y células inflamatorias peribronquiales en pulmones asmáticos. La actividad y expresión de HDAC8 disminuyeron significativamente en tejidos tratados con dexametasona o PCI-34051. El PCI-34051 redujo la hiperreactividad bronquial (valores de Penh a 50 mg/ml de metacolina), niveles séricos de IgE, IL-4 e IL-5, y el recuento de eosinófilos en BALF. Las tinciones histopatológicas revelaron menor infiltración inflamatoria, acumulación de moco y depósito de colágeno subepitelial en el grupo PCI-34051.
La vía NF-kB se activó durante la respuesta inflamatoria en asma, correlacionándose con mayores niveles de acetilación de H3K9 en células epiteliales e inflamatorias. Los niveles de NF-kB, NF-kB fosforilado, IkB e IkB fosforilado aumentaron en tejidos asmáticos, siendo suprimidos por dexametasona y PCI-34051. Ambos tratamientos inhibieron la acetilación de H3K9 y la activación de NF-kB.
Discusión
HDAC8, miembro de las HDAC de clase I, regula procesos como apoptosis, proliferación de linfocitos T y diferenciación de células musculares lisas. Estudios previos vinculan HDAC8 con la modificación de sitios histónicos (H3K9, H2BK12, H3K18), influyendo en la transcripción génica. En asma, la activación de NF-kB controla múltiples genes inflamatorios, mientras que la acetilación de H3K9 altera la conformación espacial de la cromatina, exponiendo regiones promotoras a la unión de NF-kB. Este estudio confirma que HDAC8 modula la acetilación de H3K9 en tejido pulmonar, regulando así la activación de NF-kB y la inflamación asociada.
Los efectos antiinflamatorios de los inhibidores de HDAC8 parecen mediarse por este mecanismo epigenético. No obstante, se requieren estudios adicionales para dilucidar cómo HDAC8 influye directamente en la expresión de genes inflamatorios dependientes de NF-kB, lo que podría impulsar el desarrollo de terapias dirigidas.
Conclusión
Este estudio demuestra que HDAC8 regula la inflamación asociada a NF-kB en ratones asmáticos mediante la modulación de la acetilación de H3K9. La inhibición de HDAC8 con PCI-34051 atenúa la hiperreactividad bronquial, la infiltración celular y la expresión de mediadores inflamatorios. Estos hallazgos respaldan el potencial terapéutico de los inhibidores de HDAC8 en el asma y profundizan en los mecanismos epigenéticos subyacentes a la inflamación de las vías respiratorias.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001963