Modificaciones epigenéticas de la histona 3 asociadas a la actividad citotóxica de la defensina ɣ- tionina (Capsicum chinense) sobre células de cáncer de mama

Abstract

Importance of epigenetic modifications of histones, especially those of H3 histone, have been recognized in all of the stages of many types of cancer (ca. breast cancer). Previous work of our lab showed that the antimicrobial peptide (AMP) gthionin is cytotoxic for breast cancer cells MCF-7 through the regulation of apoptotic genes; however, the epigenetic regulation involved in this mechanism is unknown. Therefore, the aim of this work was to characterize the epigenetic modifications H3K9ac, H3K9me2/3 and H3S10fos associated to cytotoxic activity of AMP g-thionin in MCF-7 breast cancer cells. Data showed that g-thionin IC50 117.29 ?g/ml increased H3K9ac mark after 24 h of treatment. Additionally, this AMP showed significant inhibitory activity against HDAC at 6 h of treatment. Further, the mRNA expression of desacetylases HDAC1/2/3 decreased after 24 h of treatment. Also, the level of H3K9me2 was increased while the expression of histone demetylase KDM4A and the a-estrogen receptor gene (Esr1) decreased at 24 h of treatment. This suggest an interplay between this modification and the hormone response. Interestingly, the expression of a-estrogen receptor target gene cyclin D1 was diminished. Nevertheless, H3S10ph was unchanged in all times. Taken together, these results show that AMP g-thionin induces changes in the global levels of H3K9ac and H3K9me2/3 and regulates genetic expression of diverse epigenetic enzymes related to these modifications which could be associated with apoptotic effect of g-thionin on MCF-7 breast cancer cells.

La importancia de las modificaciones epigeneticas en las histonas, en particular aquellas vinculadas a la histona H3, se ha reconocido en varias etapas de la progresion de tumores de muchos tipos de cancer, incluido el de mama. En nuestro grupo de trabajo se ha demostrado que el peptido antimicrobiano (AMP) gtionina de chile habanero (Capsicum chinense) induce apoptosis en celulas cancerosas de mama MCF-7 a traves de la regulacion de genes pro-apoptoticos, pero se desconoce su participacion como modulador epigenetico. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue caracterizar las modificaciones epigeneticas en la histona H3 (H3K9ac, H3K9me2/3 y H3S10fos) asociadas a la actividad citotoxica del AMP g-tionina sobre celulas MCF-7 de adenocarcinoma mamario. Los resultados mostraron un incremento significativo en la marca de acetilacion H3K9ac a las 24 h en las celulas expuestas al AMP g-tionina (IC50=117.29 ?g/ml), respecto al vehiculo (DMSO 0.5%). Aunado a ello, se observó una inhibicion del 40 % de la actividad de las HDACs despues de 6 h de tratamiento con el peptido. Asimismo, la expresion de HDAC1/2/3 se redujo de forma dependiente del tiempo. Interesantemente, se encontro un incremento de la marca H3K9me2, asi como un decremento en la expresion del ARNm de la histona desmetilasa KDM4A y del receptor de estrogenos a Esr11, lo cual sugiere una interaccion entre esta modificacion y la respuesta a estrogenos. Adicionalmente, se observó una disminucion en la transcripcion de la ciclina D1, un gen blanco del receptor de estrogenos a. Por el contrario, el nivel de H3S10fos no se vio alterado. En conjunto, los resultados sugieren que el AMP g-tionina modifica los niveles globales de H3K9ac y H3K9me2/3 y regula la expresion genica de diversas enzimas relacionadas a estas modificaciones, lo cual puede estar relacionado con su efecto apoptotico sobre celulas MCF-7.