La stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) est caractérisée par une accumulation excessive de lipides dans les hépatocytes chez les individus non alcooliques. La NAFLD passe progressivement de la stéatose hépatique à la stéatohépatite non alcoolique (NASH), à la cirrhose, à la fibrose et, dans certains cas, au carcinome hépatocellulaire.
Étant donné que la NAFLD affecte de manière significative la morbidité, les services de santé et la qualité de vie, il est impératif d’identifier des thérapies efficaces pour traiter cette maladie.
Étude: Dépistage basé sur CRISPR/Cas9 de médicaments approuvés par la FDA pour l’activation de NRF2 : une nouvelle approche pour découvrir des thérapies pour la stéatose hépatique non alcoolique. Crédit d’image : Marko Aliaksandr / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Le régime alimentaire occidental, riche en graisses et en sucre, exacerbe l’incidence de l’obésité, ce qui augmente indirectement la prévalence de la NAFLD. L’hypothèse à deux coups propose que la résistance à l’insuline soit responsable de cette association, car elle est remplacée par le stress oxydatif qui conduit finalement à la NAFLD.
Le stress oxydatif, qui joue un rôle essentiel dans la pathogenèse de la NAFLD, résulte de la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de défenses antioxydantes. Le facteur 2 lié au facteur nucléaire érythroïde 2 (NRF2) est un facteur de transcription qui régule les mécanismes de défense cellulaire contre le stress oxydatif ; par conséquent, ce facteur pourrait être utilisé comme cible thérapeutique pour gérer la NAFLD.
Des études antérieures ont décrit le potentiel thérapeutique de l’activation de NRF2 en utilisant des modèles animaux de NAFLD. Ces études ont indiqué les effets bénéfiques de l’apigénine et de la curcumine, qui sont toutes deux des inducteurs naturels de NRF2.
Les activateurs potentiels de NRF2 sont découverts sur la base de deux approches. La première approche comprend l’étude de composés qui peuvent modifier les interactions entre la protéine 1 associée à l’ECH de type Kelch (KEAP1) et NRF2.
La deuxième approche est associée à l’utilisation de lignées cellulaires conçues avec un élément de réponse antioxydant artificiel (ARE), qui induit l’expression de la luciférase. Cette expression enzymatique permet la détection d’inducteurs de la réponse antioxydante.
À propos de l’étude
Une récente Antioxydants journal décrit une nouvelle méthode pour identifier les activateurs potentiels de NRF2. À cette fin, la technologie d’édition du génome CRISPR/Cas9 a été utilisée pour établir une lignée cellulaire HEK293T afin de détecter l’expression endogène de l’hème oxygénase-1 (HMOX1), qui est une cible couramment utilisée pour l’activation de NRF2.
La lignée cellulaire nouvellement développée contient du HMOX1 endogène marqué avec la luciférase Nanoluc (lignée cellulaire HMOX1-Nanoluc), ce qui permet une identification physiologique efficace des inducteurs potentiels de NRF2. Pour évaluer l’adéquation de cette lignée cellulaire aux campagnes de dépistage à haut débit (HTS), 1 200 composés approuvés par la FDA ont été testés.
Résultats de l’étude
La lignée cellulaire HMOX1-Nanoluc peut détecter l’expression endogène de HMOX-1 en réponse à l’activation de NRF2 via l’activateur NRF2 connu CDDO-me. Le facteur Z pour CDDO-me à 500 nM a été estimé à 0,84, indiquant ainsi sa pertinence pour le HTS, car des études antérieures ont noté que les dosages avec des valeurs supérieures à 0,5 sont considérés comme excellents pour le HTS.
Dans cette étude, des activateurs potentiels de NRF2 ont été identifiés à l’aide d’une bibliothèque de 1 200 composés approuvés par la FDA à l’aide d’un test HTS avec la lignée cellulaire HMOX1-Nanoluc. Le thiostrepton, le disulfirame, l’halofantrine, le vorinostat, l’auranofine et le thimérosal ont été identifiés comme activateurs du NRF2.
Les composés identifiés ont été validés pour leur capacité à activer l’expression de HMOX1. Dans le test de validation et le test dose-réponse (1-1000 nM), des composés en poudre ont été utilisés dans la lignée cellulaire HMOX1-Nanoluc.
Ces expériences ont révélé que les six composés augmentaient l’expression de HMOX1 de manière dose-dépendante. La majorité des composés ont augmenté l’expression de HMOX1 jusqu’à trois fois à des doses plus élevées. Cependant, cette observation n’était pas vraie pour l’auranofine, qui augmentait l’expression de HMOX1 jusqu’à 10 fois à des doses élevées. Notamment, l’auranofine a permis d’augmenter l’expression de HMOX1 d’au moins trois fois à de faibles doses nanomolaires entre 15 nM et 30 nM.
Des cellules d’hépatome HUH-7 ont été utilisées pour évaluer les effets protecteurs des composés nouvellement identifiés contre le stress oxydatif. Pour cela, des cellules d’hépatome HUH-7 ont été exposées à 200 μM de peroxyde d’hydrogène (H2O2) pour une courte durée. Tous les composés ont amélioré la viabilité cellulaire, mais avec des niveaux de protection variables.
L’utilisation combinée de thimérosal et de vorinostat à forte dose a montré un effet néfaste sur la protection contre H2O2. Cependant, de tels effets n’ont pas été observés lorsque des composés indépendants ont été utilisés.
Tous les composés ont permis de réduire l’accumulation de gouttelettes lipidiques. À l’exception du disulfirame, tous les autres composés ont réduit l’accumulation de lipides aussi fortement que les inducteurs NRF2 connus.
conclusion
Il est important d’identifier les activateurs de NRF2 en raison de leur fonction cruciale dans la résistance cellulaire au stress oxydatif, qui est associée à la pathogenèse de la NAFLD. Dans cette étude, les scientifiques ont développé une nouvelle approche basée sur la technique CRISPR/Cas9 pour identifier les activateurs NRF2 basés sur une nouvelle lignée cellulaire afin de déterminer l’expression endogène de HMOX-1 lors de la translocation nucléaire de NRF2.
Plusieurs composés ont été identifiés qui présentaient une protection contre le stress oxydatif à des niveaux variables de manière dose-dépendante. Ainsi, cette approche peut être utilisée pour identifier des composés efficaces pour traiter la NAFLD et d’autres maladies affectées par le stress oxydatif.
