Caracterización de la arilamina N-acetiltransferasa 1 en leucemia

Abstract

Las enzimas metabolizadoras de xenobióticos de fase I y II detoxifican compuestos carcinógenos y procarcinógenos; por lo que la alteración en la expresión y actividad de estas enzimas conduce a la bioactivación y acumulación de estos compuestos e incrementar el riesgo de desarrollar cáncer. Se ha descrito la participación de NAT1 en el desarrollo y progresión de distintos tipos de cáncer. En células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de pacientes pediátricos con LLA, tanto la expresión y la actividad de NAT1 disminuyen en comparación con las PBMC de sujetos sanos. Sin embargo, los mecanismos moleculares que conducen a la disminución de la expresión y actividad de la enzima y su participación en LLA aún se desconocen. En este trabajo investigamos mecanismos moleculares plausibles implicados en la regulación a la baja de NAT1 en la LLA. Evaluamos la expresión de NAT1, NATa, NATb, CBP, p300, SIRT1, lncRNA H19 en PBMC, células mononucleares de médula ósea (BM MNC) de pacientes con LLA y sujetos control; y en líneas celulares de leucemia SUP-B15, HL-60. La actividad NAT1 se determinó a partir de cultivos de PBMC, BM MNC de pacientes y sujetos control, así como en las líneas celulares SUP-B15, HL-60 y THP-1. La disminución de la viabilidad celular inducida por el tratamiento con Azacitidina (5-Aza) y Tricostatina A (TSA) sugiere que estos fármacos epigenéticos y su combinación son agentes terapéuticos prometedores contra la LLA. La inhibición de la metilación del DNA y de las deacetilasas de histonas (HDAC) promueve la expresión del mRNA NAT1 y sugiere que el gen NAT1 está regulado por procesos de acetilación de histonas y metilación del DNA. Además, el aumento de la transcripción de NAT1 no conduce al aumento de la actividad catalítica de NAT1. Por lo tanto, existen mecanismos postranscripcionales o postraduccionales que afectan a la actividad de la proteína. TSA y 5-Aza promueven la expresión de H19 en células SUP-B15. Las células HL-60 y THP-1 muestran una mayor actividad de N-acetilación por NAT1 que las células SUP-B15. La actividad catalítica de NAT1 está conservada en las leucemias mieloides. La actividad de NAT1 en las células SUP-B15 y HL-60 disminuye con los tratamientos con TSA, 5-Aza y TSA+5-Aza. En PBMC de pacientes con LLA, la expresión de NAT1, NATb, CBP, p300 y SIRT1 tiende a disminuir, mientras que en BM MNC de pacientes con LLA la expresión de NAT1, NATb y SIRT1 es mayor en comparación con sujetos control. En la LLA, la actividad de NAT1 en PBMC puede reflejar la actividad de NAT1 en BM MNC.

Phase I and II xenobiotic metabolizing enzymes detoxify carcinogen and procarcinogen compounds; altered expression and activity of these enzymes leads to bioactivation and accumulation of these compounds and increase the risk of developing cancer. The Involvement of NAT1 in the development and progression of several types of cancer has recently been described. In peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from patients with ALL, both NAT1 expression and activity are lower compared to PBMCs from healthy subjects. However, the molecular mechanisms leading to downregulation of enzyme expression are not fully understood. In this study we investigated plausible molecular mechanisms involved in the downregulation of NAT1 in ALL. We evaluated the expression of NAT1, NATa, NATb, CBP, p300, SIRT1, lncRNA H19 in PBMC, bone marrow mononuclear cells (BM MNC) of patients with ALL and control subjects; as well as in leukemia cell lines SUP-B15 and HL-60. NAT1 activity was determined from PBMC, BM MNC cell cultures of patients and control subjects as well as in SUP-B15, HL-60 and THP-1 cell lines. The decreased cell viability induced by Azacitidine (5-Aza), and Trichostatin A (TSA) treatment suggest that these epigenetic drugs and their combination are promising therapeutic agents against ALL. Inhibition of DNA methylation and histone deacetylases (HDAC) promotes NAT1 mRNA expression and suggests that NAT1 gene is regulated by acetylation and methylation processes. Furthermore, an increase in NAT1 transcription does not result in an increase in NAT1 catalytic activity, indicating that posttranscriptional or postranslational mechanisms affect protein activity. TSA and 5-Aza promote H19 expression in SUP-B15 cells. HL-60 and THP-1 cells exhibit a higher N-acetylation activity by NAT1 than SUP-B15 cells. NAT1 catalytic activity is conserved in myeloid leukemias. NAT1 activity in SUP-B15 and HL-60 cells decreases with TSA, 5-Aza, and TSA+5-Aza treatments. In PBMC from patients with ALL, expression of NAT1, NATb, CBP, p300 and SIRT1 tends to decrease, whereas in BM MNC from patients with ALL patients, expression of NAT1, NATb and SIRT1 is higher compared to control subjects. In ALL, NAT1 activity in PBMC might reflect NAT1 activity in BM MNCs.