Epigenética en la enfermedad renalInvestigación de las proteínas BET como potenciales dianas terapéuticas

Resum

La enfermedad renal crónica (ERC) es un problema de salud muy relevante a nivel mundial, que desemboca en enfermedad renal terminal o muerte por eventos cardiovasculares. En los últimos años, el número de pacientes con ERC está aumentando debido a la incidencia de la diabetes, la hipertensión y la obesidad. Desafortunadamente, los tratamientos actuales solo consiguen retardar la progresión de esta enfermedad. Los mecanismos epigenéticos, como la metilación del ADN y las modificaciones de histonas, regulan diferentes perfiles de expresión génica en condiciones tanto fisiológicas como patológicas. La familia de las proteínas BET “bromodomain and extra-terminal”, BRD2, BRD3, BRD4 y BRDT, participan en el desarrollo de tumores, autoinmunidad, inflamación y fibrosis y a través de sus bromodominios pueden regular la transcripción génica reconociendo específicamente residuos de lisina acetilados en histonas y otras proteínas nucleares. Los inhibidores de proteínas BET, como JQ1, actúan bloqueando la unión de los bromodominios a proteínas acetiladas. Aunque estos inhibidores han demostrado efectos beneficiosos en patologías proliferativas e inflamatorias, apenas existen estudios en enfermedades renales. En este sentido, se ha descrito que factores implicados en la ERC como el estrés oxidativo, inflamación o las toxinas urémicas pueden inducir cambios epigenéticos. Por todo esto, el objetivo de esta tesis ha sido investigar si la inhibición de las proteínas BET podría ser una nueva opción terapéutica en patologías renales. Para ello, se han realizado estudios in vitro e in vivo en tres modelos experimentales de daño renal: Un modelo de obstrucción unilateral del uréter (UUO); un modelo de administración sistémica de Angiotensina II; y un modelo de nefritis inmune producido por la administración de un suero nefrotóxico anti-membrana basal glomerular (NTS). Los estudios de expresión génica realizados en células estimuladas con TNF-α in vitro y tratadas con JQ1 o el silenciador deBRD4, mostraron la capacidad de las proteínas BET de regular diferentes procesos biológicos, como la inflamación y la respuesta inmune. Los estudios in vivo mostraron una bajada en la respuesta inflamatoria en los animales con daño renal pretratados con JQ1 frente a los ratones no tratados. El complejo P-TEFb se ha descrito como un elemento regulador de muchos genes pro-inflamatorios. Experimentos de inmunoprecipitación de cromatina in vivo e in vitro demostraron que JQ1 altera la asociación directa de BRD4 con histonas acetiladas y reduce la expresión de citoquinas pro-inflamatorias P-TEFb dependiente, incluidas CCL2, CCL5 e IL6. Muchos genes inhibidos por JQ1, están bajo el control transcripcional de NF-B. Se comprobó que tanto en modelos de daño renal como en células tratadas con TNF-α, JQ1 redujo la activación de la ruta de NF-B. La respuesta inmune Th17 contribuye a la patogénesis del daño renal tanto de origen inmune como no inmune. Observamos que el tratamiento con JQ1 disminuyó la producción renal de IL-17A, la principal citoquina efectora de la respuesta Th17 en varios modelos experimentales de daño renal. El modelo de glomerulonefritis inmune, se caracteriza por proliferación extracapilar, fibrosis mesangial (con aumento de Colágeno tipo IV) y daño podocitario. En el modelo de UUO los riñones obstruidos presentaron fibrosis túbulo-intersticial, asociada a aumento de expresión génica de factores profibróticos (TGF-β y PAI-1) y acumulación de componentes de matriz extracelular (Fibronectina y Colágeno tipo I). En ambos modelos el tratamiento con JQ1 disminuyó la fibrosis renal. El factor de transcripción SOX9 está implicado en regeneración, proliferación y migración. En ambos modelos, los riñones dañados presentaban aumento de la expresión nuclear de SOX9, localizado principalmente en áreas fibróticas y colocalizando con células α-actina positivas. En estudios in vitro, JQ1 inhibió la producción de Colágeno y Fibronectina y la localización nuclear de SOX9 inducida por TGF-β. Además, el silenciamiento de SOX9 disminuyó la producción de proteínas de matriz. Por último se evaluó el efecto del bloqueo de proteínas BET en la función renal estudiando el modelo de nefritis inmune. El tratamiento de los ratones con JQ1 mejoró la función renal (creatinina sérica/albúmina urinaria) y expresión renal de biomarcadores de daño (N-gal y Kim1). Estos resultados sugieren que los inhibidores de BET podrían tener aplicaciones terapéuticas importantes en enfermedades renales.