Influence of HDAC inhibitors gingival fibroblast inflammatory activation upon Porphyromonas gingivalis infection

Odwracalna acetylacja histonów regulowana przez acetylotransferazy histonów (HAT) i deacetylazy histonów (HDAC) jest jednym z mechanizmów zaburzonych w chorobach powiązanych z chronicznym stanem zapalnym. Przykładem takich chorób jest przewlekłe zapalenie przyzębia – choroba spowodowana zmianą składu gatunkowego mikroflory jamy ustnej i infekcją kluczowymi patogenami tej choroby, wśród których znajduje się Porphyromonas gingivalis. W niniejszej pracy sprawdzono wpływ spektrum globalnych i selektywnych inhibitorów HDAC na aktywację zapalną pierwotnych ludzkich fibroblastów dziąsłowych (PHGF) pochodzących od zdrowych dawców po infekcji P. gingivalis szczepu ATTCC33277.Inhibicja HDAC, w szczególności HDAC3, spowodowała obniżenie ekspresji i sekrecji mediatorów stanu zapalnego CCL2, CCL5, CXCL10, MMP3, COX2 i IL-1β oraz podwyższenie ekspresji i sekrecji chemokiny antybakteryjnej CCL20 w PHGF zarówno po stymulacji TNF, jak i infekcji P. gingivalis. Wyciszenie ekspresji HDAC3 wywoływało podobne efekty na ekspresję mediatorów stanu zapalnego, co inhibicja HDAC3. Do supresji jednego z mediatorów stanu zapalnego, cyklooksygenazy 2 (COX2), nie była potrzebna synteza białka de novo, w przeciwieństwie do indukcji ekspresji CCL20, wskazując na odmienny mechanizm działania inhibicji HDAC na ekspresję wymienionych białek. Inhibicja HDAC3 powodowała nieznaczne zmniejszenie degradacji IκBα, nie wpływając jednak na aktywację kinaz aktywowanych mitogenami (MAPK). Inhibitory HDAC również nie miały wpływu na internalizację i przeżywalność wewnątrzkomórkową P. gingivalis.Podsumowując, inhibicja HDAC3 powoduje zmniejszenie aktywacji zapalnej PHGF zarówno po stymulacji TNF jak i infekcji P. gingivalis, przez co HDAC3 może stanowić interesujący cel terapeutyczny w leczeniu zapalenia przyzębia.Reversible acetylation, regulated by histone acetyltransferases (HAT) and histone deacetylases (HDAC), is one of the mechanisms that are disrupted in chronic inflammatory diseases. Periodontitis is a chronic inflammatory disease of the periodontium which is caused by a shift in the oral microbiota and infection with oral pathogens, among which Porphyromonas gingivalis plays a prominent role. Here, the influence of global and specific HDAC inhibitors on inflammatory response of primary human gingival fibroblasts (PHGF) from healthy donors upon infection with P. gingivalis strain ATCC22377 was investigated.Inhibition of HDACs, in particular HDAC3, suppressed expression and secretion of several inflammatory mediators, including CCL2, CCL5, CXCL10, MMP3, COX2 and IL-1β, while simultaneously inducing expression and secretion of an antimicrobial chemokine CCL20 by PHGF upon TNF stimulation and P. gingivalis infection. Silencing HDAC3 expression partly mimicked the effects of HDAC3 inhibition on PHGF activation. In contrast to CCL20 induction, de novo protein synthesis was not required for cyclooxygenase 2 (COX2) suppression, indicating that distinct mechanisms are involved in regulation of these gens by HDAC inhibitors. HDAC3 inhibition caused slightly reduced degradation of IκBα without affecting activation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs). HDAC inhibitors also had no effect on internalization and intracellular survival of P. gingivalis in PHGF. Concluding, HDAC3 is an important regulator of PHGF activation and HDAC3 inhibition suppresses the inflammatory response of PHGF both upon TNF stimulation and P. gingivalis infection without affecting cellular antimicrobial responses These results indicate that HDAC3 could be an interesting therapeutic target for periodontitis treatment