El receptor de ácido hidroxicarboxílico 2 (HCA 2 ), también conocido como GPR109A y receptor de niacina 1 (NIACR1), es una proteína que en humanos está codificada (su formación está dirigida) por el gen HCAR2 y en roedores por el gen Hcar2 . [5] [6] [7] [8] El gen HCAR2 humano está ubicado en el brazo largo (es decir, "q") del cromosoma 12 en la posición 24.31 (anotado como 12q24.31). [9] Al igual que los otros dos receptores de ácido hidroxicarboxílico , HCA 1 y HCA 3 , HCA 2 es un receptor acoplado a proteína G (GPCR) ubicado en la membrana superficial de las células. [5] [10] HCA 2 se une y, por lo tanto, es activado por el ácido D-β-hidroxibutírico (en adelante denominado ácido β-hidroxibutírico), ácido butírico y niacina (también conocido como ácido nicotínico). [7] [8] Los ácidos β-hidroxibutírico y butírico se consideran los agentes endógenos que activan el HCA 2 . En condiciones normales, los niveles sanguíneos de niacina son demasiado bajos para hacerlo: se administra como fármaco en dosis altas para alcanzar niveles que activen el HCA 2 . [11]
El ácido β-hidroxibutírico, el ácido butírico y la niacina tienen acciones que son independientes del HCA 2. Por ejemplo: 1) el ácido β-hidroxibutírico activa el receptor de ácidos grasos libres 3 [12] e inhibe algunas histonas desacetilasas que regulan la expresión de varios genes, aumentan la producción de trifosfato de adenosina mitocondrial y promueven las defensas antioxidantes ; [13] 2) el ácido butírico activa el receptor de ácidos grasos libres 2 y, al igual que el ácido β-hidroxibutírico, activa el receptor de ácidos grasos libres 3 [14] e inhibe algunas histonas desacetilasas; [15] y 3) la niacina es un precursor de NAD + (ver nicotinamida adenina dinucleótido ) que, cuando se convierte en NAD +, puede alterar más de 500 reacciones enzimáticas que desempeñan funciones clave en la regulación de la inflamación , las funciones mitocondriales , la autofagia y la apoptosis . [13] En consecuencia, los estudios que examinan las funciones de HCA 2 en función de las acciones del ácido butírico, ácido β-hidroxibutírico, niacina u otros activadores de HCA 2 deben proporcionar datos que indiquen que realmente lo hacen activando HCA 2. Una forma comúnmente utilizada para hacer esto es demostrar que los activadores no tienen efectos o tienen efectos reducidos en células o animales knock out del gen Hca2 (es decir, células o animales a los que se les eliminaron o inactivaron sus genes HCa2 ) o células o animales knock down del gen (es decir, células o animales a los que se les redujo en gran medida la capacidad de sus genes HCa2 para expresar HCA 2 ). [16] Los estudios informados aquí sobre los activadores de HCA 2 se centran en aquellos que incluyeron experimentos en células y animales knock out y/o knockdown del gen Hca2 .
Estudios, realizados principalmente en animales y células tomadas de animales o humanos, muestran o sugieren que la HCA 2 funciona para 1) inhibir la lipólisis y 2) inhibir la inflamación y, por lo tanto, suprimir el desarrollo de ciertas enfermedades en las que la inflamación contribuye a su desarrollo y/o gravedad. [13] [17] [18] Estas enfermedades incluyen: aterosclerosis , [19] accidente cerebrovascular , enfermedad de Alzheimer , enfermedad de Parkinson , esclerosis múltiple , dolor patológico (es decir, dolor debido a la activación anormal de las neuronas ), [13] mastitis , [20] hepatitis debido al consumo excesivo de alcohol, [21] enfermedades inflamatorias del intestino , cáncer de colon , [22] y, posiblemente, psoriasis [23] y daño cerebral debido al consumo excesivo de alcohol. [24]
El HCA 2 se forma comúnmente y se considera un homodímero , es decir, que está compuesto por dos proteínas HCA 2 unidas . Sin embargo, se ha detectado un heterodímero compuesto por la proteína HCA 2 unida a la proteína HCA 3 en células HEK 293 de riñón embrionario humano . Los genes humanos HCAR2 y HCAR3 se encuentran uno al lado del otro en el cromosoma 12 en la posición 24.31 y tienen una homología de secuencia de aminoácidos superior al 95%. Si bien no parece haber una diferencia significativa en las respuestas desencadenadas por la activación de células que expresan el homodímero HCA 2 frente a las proteínas heterodímeras HCA 2 /HCA 3 , se necesitan más estudios para confirmarlo. [13] Además: 1) HCA 2 y HCA 1 se encuentran en la mayoría de las especies de mamíferos, pero HCA 3 se encuentra solo en primates superiores [5] y 2) las proteínas monodiméricas HCA 2 y HCA 3 pueden mostrar sensibilidades de ligando muy diferentes, por ejemplo, la niacina se une y activa HCA 2, pero no se une o se une débilmente y activa HCA 3. [ 25] Los estudios sobre HCA 2 en células y tejidos humanos no han determinado hasta qué punto estas células y tejidos también expresan HCA 3 y forman heterodímeros HCA 3 -HCA 3. Es posible que sea necesario revisar los estudios citados aquí si estudios futuros encuentran que los heterodímeros HCA 2 -HCA 3 están involucrados en los efectos de los "activadores de HCA 2 ". [13]
La HCA 2 se expresa en: 1) ciertas células del sistema inmunitario , por ejemplo, neutrófilos , monocitos , macrófagos , células dendríticas dérmicas , [18] y linfocitos ; [13] 2) células del intestino delgado y del epitelio del colon que miran hacia el lumen intestinal ; [26] 3) las células epiteliales de la piel , los queratinocitos y las células de Langerhans ; [27] 4) células grasas del tejido adiposo marrón y blanco; [28] 5) células del epitelio de la glándula mamaria ; [20] 6) hepatocitos ; 7) osteoclastos multinucleados en los tejidos óseos; 8) podocitos renales ; [13] y 9) células del sistema nervioso , por ejemplo, las células de la microglia en la corteza cerebral y el hipocampo del cerebro , [24] las células del epitelio pigmentario de la retina del ojo , [29] [30] los astrocitos y neuronas en la médula ventrolateral rostral del cerebro , y las células gliales de Schwann y satélite del sistema nervioso periférico . [13]
Además del ácido butírico, el ácido β-hidroxibutírico y la niacina, se ha informado que los siguientes agentes activan el HCA 2 : fumarato de monometilo , [27] fumarato de dimetilo (el fumarato de dimetilo es un profármaco , es decir, no activa directamente el HCA 2 pero se convierte rápidamente en los intestinos de los animales en fumarato de monometilo [23] [31] ), [13] [32] Acifran (Acifran también se une al HCA 3 pero con menos afinidad por él que por el HCA 3 [25] ), Acipimox , SCH 900271 , [27] MK-6892, [33] MK-1903, [34] GSK256073, [35] y N2L. [36]
La lipólisis es la vía metabólica en la que los triglicéridos se hidrolizan , es decir, se descomponen enzimáticamente, en sus componentes ácidos grasos libres y glicerol . La activación de esta vía lleva a las células grasas a liberar los ácidos grasos recién liberados en la circulación y, por lo tanto, aumenta los niveles séricos de ácidos grasos libres; la inhibición de esta lipólisis conduce a caídas en los niveles séricos de ácidos grasos libres. La inyección intravascular de niacina en ratones de control redujo rápidamente sus niveles séricos de ácidos grasos, pero no lo hizo en ratones knock out del gen Hcar2 . Por lo tanto, HCA 2 funciona para inhibir la lipólisis y reducir los niveles séricos de ácidos grasos en ratones. [37] La niacina también inhibe la lipólisis para reducir los niveles plasmáticos de ácidos grasos libres en humanos. Además, el fármaco activador de HCA 2 , MK-1903, cuando fue tomado por vía oral por voluntarios sanos en ensayos clínicos de fase 1 y 2 , redujo drásticamente sus niveles plasmáticos de ácidos grasos libres. Al igual que la niacina, el enrojecimiento fue el único efecto adverso importante del fármaco. Sin embargo, a diferencia de la niacina, MK-1903 tuvo efectos mucho menores que la niacina en los niveles plasmáticos de triglicéridos y HDL-c] (es decir, lipoproteína de alta densidad asociada al colesterol ), que son los objetivos terapéuticos de la niacina para tratar la hiperlipidemia primaria y la hipertrigliceridemia . Estos hallazgos sugieren, pero necesitan más estudios para determinar , si la niacina y Mk-1903 inhiben la lipólisis en humanos al activar HCA 2. [38] Los estudios sugieren que HCA 1 y, posiblemente, HCA 3 también inhiben la lipólisis. [27]
La aterosclerosis es una enfermedad arterial inflamatoria crónica que puede causar el estrechamiento u oclusión de las arterias y, por lo tanto, varias enfermedades cardiovasculares como ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares . En un modelo murino ApoE−/− de aterosclerosis , los ratones fueron alimentados con una dieta rica en colesterol (es decir, promotora de la aterosclerosis) simultáneamente con ácido β-hidroxibutírico, nicotina o agua salada diariamente durante 9 semanas. Las aortas de los ratones tratados con ácido β-hidroxibutírico y niacina tuvieron mucha menos evidencia histológica de aterosclerosis (es decir, menos placas ateroscleróticas , depósitos de lípidos y macrófagos M1 infiltrados que promueven la inflamación ) que los ratones tratados con agua salada. Los ratones alimentados con ácido β-hidroxibutírico también tenían niveles plasmáticos sanguíneos significativamente más bajos de tres citocinas proinflamatorias, factor de necrosis tumoral-α , interleucina-6 e interleucina-1β , que los ratones tratados con agua salada. Estudios posteriores encontraron que 1) el ácido β-hidroxibutírico inhibió la maduración simulada por lipopolisacáridos de macrófagos derivados de médula ósea normal a macrófagos M1, pero no lo hizo en macrófagos tomados de las médulas óseas de ratones knock out del gen Hcar2 y 2) los ratones construidos para tener knock out del gen Hcar2 pero sin células de médula ósea normales que fueron tratados con ácido β-hidroxibutírico tuvieron significativamente más evidencia de inflamación arterial y aterosclerosis que los ratones tratados con ácido β-hidroxibutírico que tenían células de médula ósea normales. Estos resultados indican que los efectos antiinflamatorios y antiateroscleróticos del ácido β-hidroxibutírico en ratones ApoE−/− dependen de las células que expresan HCA 2 derivadas de la médula ósea, posiblemente macrófagos M1. Se necesitan más estudios para determinar si el HCA 2 actúa para suprimir el desarrollo y/o la progresión de la aterosclerosis humana. [13] [39]
El accidente cerebrovascular es el desarrollo de una disfunción cerebral persistente causada por la interrupción del flujo sanguíneo y el daño posterior al cerebro. La inflamación que se desarrolla en las áreas dañadas del cerebro causa más daño cerebral. [13] Los estudios han informado que HCA 2 reduce la inflamación y, por lo tanto, la extensión del daño cerebral en modelos animales de accidente cerebrovascular. Los ratones que tenían una porción distal de sus arterias cerebrales medias ocluidas fueron tratados con ácido β-hidroxibutírico o niacina poco antes y hasta 48 horas después de ocluir la arteria. Los ratones tratados con ácido β-hidroxibutírico tenían menos tejido cerebral dañado y mejores desempeños en la prueba de esquina (es decir, los ratones de control, pero no los ratones tratados con ácido β-hidroxibutírico, tendieron a girar hacia el lado opuesto al sitio cerebral dañado). El ácido β-hidroxibutírico no redujo el daño cerebral ni mejoró el desempeño en la prueba de esquina en ratones knock out del gen Hca2 . La niacina también redujo el tamaño del sitio cerebral dañado en ratones normales, pero no en ratones knock out del gen Hca2 . Además, los ratones alimentados con una dieta cetogénica durante 14 días (lo que aumentó sus niveles plasmáticos de ácido β-hidroxibutírico) también tuvieron reducciones en el tamaño de los sitios dañados de sus cerebros. La dieta no tuvo tal efecto en ratones knock out del gen Hca2 . Estudios posteriores indicaron que el efecto de la niacina en la reducción del tamaño de los sitios dañados del cerebro involucraba la estimulación de monocitos y/o macrófagos portadores de HCA2 para producir prostaglandina D2 . [40] (La prostaglandina D2 tiene acciones antiinflamatorias. [41] ) Finalmente, varios otros estudios, aunque no examinaron animales knock out o knockdown del gen Hcar2 , informaron que el ácido β-hidroxibutírico, la niacina, el monometilfumarato y el dimetilfumarato redujeron la inflamación, el daño tisular y/o los síntomas en modelos animales de oclusión de la arteria cerebral media de accidente cerebrovascular. Estos resultados indican que HCA 2 reduce las consecuencias clínicas del accidente cerebrovascular en roedores y respaldan estudios adicionales que pueden conducir al desarrollo de nuevos tratamientos para el accidente cerebrovascular en humanos. [13]
La enfermedad de Alzheimer es una forma de demencia que se asocia con la activación de las células microgliales proinflamatorias del cerebro; el aumento de la producción de citocinas proinflamatorias ; y la acumulación en el cerebro de a) placas amiloides extracelulares que consisten en proteína amiloide-β mal plegada , b) proteína precursora amiloide-beta (que se descompone enzimáticamente a proteína amiloide-β), y c) agregados intracelulares de proteína tau hiperfosforilada . Las personas con enfermedad de Alzheimer comúnmente muestran deterioros progresivos en las funciones cognitivas , conductuales y sensoriomotoras [42] junto con acumulaciones crecientes de proteínas amiloide-β agregadas (que pueden ser un factor clave en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer). [43] En el modelo murino 5XFAD de la enfermedad de Alzheimer, los ratones fueron tratados con ácido β-hidroxibutírico o un placebo. En comparación con los ratones tratados con placebo, los ratones con ácido β-hidroxibutírico mostraron mejores resultados en pruebas cognitivas /de memoria; niveles cerebrales más bajos de las citocinas proinflamatorias interleucina-1 beta , factor de necrosis tumoral alfa e interleucina-6 ; niveles más bajos de proteína precursora beta amiloide cerebral y proteína β amiloide; y niveles más altos de neprilisina , una enzima que degrada las proteínas amiloides y es esencial para prevenir la enfermedad de Alzheimer en ratones (es decir, los ratones que carecen de un gen funcional que codifica la neprilisina desarrollan síntomas similares a la enfermedad de Alzheimer). [13] [42] En otro estudio, los ratones 5xFAD que recibieron ácido β-hidroxibutírico por vía subcutánea durante 28 días mostraron mejores funciones cognitivas, niveles más bajos de acumulación de péptido Aβ en el cerebro y una mayor activación de las células de la microglia en el cerebro en comparación con los ratones tratados con placebo. Además, los niveles de ARN mensajero de HCA 2 aumentaron en los cerebros de estos ratones durante el período de deposición de placa activa. (Los tejidos cerebrales post mortem de pacientes con enfermedad de Alzheimer también contenían niveles más altos de ARN mensajero de HCA 2 que los de individuos que no tenían enfermedad de Alzheimer). [42] En un tercer estudio, los ratones de control 5XFAD que tenían niveles normales de HCA 2 o tenían su gen Hca2 eliminado fueron tratados con una formulación de niacina aprobada por la FDA, Niaspan. Los ratones de control tratados con Niaspan tenían menos neuronas cerebrales. Pérdidas, menos placas cerebrales y más pequeñas, y mejor memoria (medida en una prueba de laberinto en Y) que los ratones no tratados con Niaspan: Niaspan no produjo estos cambios en ratones knock out del gen Hca2 . [43] Estos resultados indican que HCA 2 suprime la progresión de la enfermedad de Alzheimer en un modelo de ratón y respaldan estudios adicionales con el objetivo final de determinar si los activadores de HCA 2 serían una adición útil al tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. [13] [34] [42] [43]
Las personas con enfermedad de Parkinson desarrollan progresivamente menos control de sus movimientos motores en asociación con pérdidas progresivamente mayores de neuronas dopaminérgicas dentro de la subdivisión pars compacta de la sustancia negra de su cerebro . Después de tiempos más prolongados con la enfermedad, las personas también pueden desarrollar síntomas cognitivos que empeoran y, en última instancia, demencia por enfermedad de Parkinson . [44] Algunos estudios sugieren que HCA 2 puede actuar para suprimir la progresión de esta enfermedad. En un modelo de ratón de la enfermedad de Parkinson, los ratones macho de control y los ratones macho knock out del gen Hcar2 recibieron inyecciones de lipopolisacárido (una toxina bacteriana que induce inflamación ) en la sustancia negra derecha de sus cerebros y fueron examinados 28 días después de las inyecciones. En comparación con los ratones de control, los ratones knock out del gen Hcar2 evidenciaron mayores lesiones en sus neuronas dopaminérgicas, déficits motores más severos y más inflamación a juzgar por los niveles de tres citocinas proinflamatorias (es decir, interleucina-6, interleucina-1β y factor de necrosis tumoral-α) en sus tejidos del mesencéfalo y suero . Estudios posteriores examinaron ratones a los que se les había eliminado el gen Hcar2 en su microglia pero no en otros tejidos. Siguiendo el protocolo de inyección de lipopolisacárido que se acaba de describir, los ratones fueron alimentados con una solución de niacina durante 28 días. Este régimen alivió las lesiones de las neuronas dopaminérgicas y los déficits motores en los ratones de control, pero no en los ratones construidos para tener células microgliales knock out del gen Hcar2 . [45] En el modelo de enfermedad de Parkinson inducida por MPTP , los ratones recibieron inyecciones intraperitoneales de MPTP o un placebo (p. ej., agua salada) diariamente durante 7 días, seguido de alimentación diaria (por sonda ) de un placebo de agua salada, ácido butírico o fumarato de monometilo durante 14 días. En comparación con los ratones no tratados con MPTP, los ratones tratados con MPTP seguido de agua salada desarrollaron funciones motoras defectuosas según lo definido en tres pruebas diferentes, niveles más bajos de dopamina en su cuerpo estriado, activación de la microglía en su sustancia negra y evidencia de inflamación sistémica (es decir, niveles séricos aumentados de las citocinas proinflamatorias, factor de necrosis tumoral-α e interleucina-6). Los ratones tratados con MPTP seguido de ácido butírico o fumarato de monometilo estuvieron significativamente protegidos de desarrollar estos cambios. Estudios posteriores sugirieron que la activación de HCA 2 en las células microgliales estimuló su cambio de un fenotipo proinflamatorio a antiinflamatorio .[46] Estos resultados indican que HCA 2 suprime la inflamación, el daño neuronal y los síntomas neurológicos en modelos de enfermedad de Parkinson en ratones y sugieren que los agentes que activan este receptor pueden ser útiles en el tratamiento y, por lo tanto, deberían estudiarse más a fondo en humanos con esta enfermedad. [13] [45] [46]
La esclerosis múltiple es una enfermedad desmielinizante autoinmune en la que el sistema inmunológico de un individuo causa una destrucción basada en la inflamación de la vaina de mielina que rodea las neuronas en el sistema nervioso central . Esto altera las funciones de las neuronas afectadas y causa varios síntomas neurológicos dependiendo de qué neuronas estén dañadas. [13] En un modelo murino experimental de encefalomielitis autoinmune de esclerosis múltiple, los ratones que tomaron dimetilfumarato oral tuvieron menos infiltración de células inmunes y desmielinización en sus médulas espinales y mejoró la función motora en comparación con los ratones no tratados con dimetilfumarato. Estas mejoras inducidas por dimetilfumarato no ocurrieron en ratones knock out del gen Hcar2 . [13] [47] Los estudios en células microgliales murinas cultivadas tratadas con lipopolisacáridos encontraron que el monometilfumarato cambió las células de un fenotipo proinflamatorio a uno antiinflamatorio . Las células microgliales pretratadas con un anticuerpo que se une y, por lo tanto, bloquea la activación de HCA 2 no mostraron estos cambios fenotípicos. Estos estudios indican que HCA 2 actúa para suprimir la inflamación y, por lo tanto, los síntomas neurológicos en un modelo de ratón de esclerosis múltiple. En 2013, la Administración Federal de Medicamentos aprobó el dimetilfumarato (nombre comercial Tecfidera [31] ) para el tratamiento de la esclerosis múltiple. [5] Aunque ahora se considera como una de las terapias de primera línea (es decir, la primera utilizada) para tratar esta enfermedad, el mecanismo de acción del dimetilfumarato , incluido su impacto en HCA 2 en la esclerosis múltiple humana, aún no se ha definido [31] y necesita ser estudiado. [13]
El dolor patológico se debe a la activación anormal de neuronas en las vías de señalización del dolor ) [13] [48] Por ejemplo, las neuronas en el asta posterior de la columna vertebral de la médula espinal son parte de una vía de señalización del dolor. La activación excesiva de estas neuronas causada por la inflamación estimula la producción de citocinas proinflamatorias (p. ej., interleucina-2 y factor de necrosis tumoral-α) y dolor nociplásico persistente . [48] Numerosos estudios en ratones y ratas han informado que el ácido β-hidroxibutírico, el dimetilfumarato y el MK-1903 tienen efectos analgésicos en modelos de hipersensibilidad térmica y mecánica debido a fractura de hueso tibial, degeneración del disco intervertebral , artritis completa inducida por adyuvante de Freund, lupus eritematoso sistémico y constricción crónica del nervio ciático . [13] En el modelo de ratón de dolor inducido por la constricción crónica del nervio ciático, los efectos analgésicos del ácido β-hidroxibutírico y el fumarato de dimetilo no se produjeron en los ratones con el gen Hca2 inactivado . [49] Estos resultados indican que el HCA2 suprime varios tipos de dolor patológico en ratones y respaldan los estudios para saber si lo hace en humanos. [13]
La mastitis es una inflamación del tejido mamario relacionada con una infección o estéril. En un modelo murino de mastitis , ratones hembras pospreñadas bebieron agua normal o que contenía niacina durante 26 días y luego recibieron inyecciones de lipopolisacáridos en el cuarto par de sus glándulas mamarias . Al día siguiente se examinó cada glándula mamaria. Los ratones alimentados con agua pura tuvieron una inflamación extensa de sus glándulas mamarias inyectadas con lipopolisacáridos, niveles elevados de citocinas proinflamatorias en las glándulas mamarias (es decir, interleucina-6, interleucina-1β y factor de necrosis tumoral-α), anomalías estructurales graves como paredes engrosadas alrededor de los alvéolos productores de leche de sus mamas y ruptura de la barrera sangre-leche que evita el intercambio incontrolado de componentes entre la sangre y la leche alveolar. Las glándulas mamarias de los ratones de control alimentados con niacina e inyectados con lipopolisacáridos tuvieron muchos menos de estos cambios, pero no los ratones knock out del gen Hca2 alimentados con niacina. Estos resultados indican que HCA 2 funciona para suprimir la inflamación y las lesiones tisulares que se desarrollan en un modelo de mastitis en ratones. [20] HCA 2 puede desempeñar un papel similar en los bovinos : las vacas lecheras con mastitis que fueron alimentadas con niacina durante 7 días mostraron disminuciones en sus niveles séricos y de leche de citocinas proinflamatorias (es decir, factor de necrosis tumoral-α, interleucina-6 e interleucina-1β) y menos células en su leche en comparación con las vacas con mastitis que no fueron tratadas con niacina. También se observó que los niveles de tejido mamario de HCA 2 fueron más altos en las vacas con mastitis que en las que no la padecían. [50] Por lo tanto, HCA 2 puede resultar un objetivo para el tratamiento de la mastitis en vacas y podría ser útil para examinar sus funciones en la mastitis humana. [20] [50]
En un modelo de hepatitis inducida por alcohol , los ratones tratados con ácido β-hidroxibutírico mostraron menos evidencia de inflamación hepática en comparación con los ratones de control, como lo indican sus: 1) niveles plasmáticos más bajos de alanina transaminasa (una enzima liberada en el torrente sanguíneo por las células hepáticas dañadas); 2) menor esteatosis hepática (es decir, niveles más bajos de grasa hepática); y 3) menor cantidad de neutrófilos promotores de inflamación , mayor cantidad de macrófagos M2 supresores de inflamación y niveles más altos de ARN mensajero que codifica una citocina supresora de inflamación, IL-10 , en sus hígados. Los efectos reductores de la inflamación del ácido β-hidroxibutírico no ocurrieron en ratones knock out del gen Hcar2 . En estudios humanos, la concentración de ácido β-hidroxibutírico en los hígados de diez pacientes con hepatitis alcohólica fue significativamente menor que la de los individuos normales. Estos hallazgos indican que el HCA 2 actúa para reducir la gravedad de la hepatitis inducida por alcohol en ratones y sugieren que también puede hacerlo, y por lo tanto debería estudiarse más a fondo, en humanos. [21]
Las enfermedades inflamatorias del intestino , es decir, la colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn , son enfermedades inflamatorias crónicas del tracto gastrointestinal que pueden progresar a cáncer de colon . [22] El cáncer de colon, incluso si no está precedido por una enfermedad inflamatoria del intestino, comúnmente muestra la presencia de la respuesta inflamatoria que se monta para combatir los microorganismos intestinales invasores . En un modelo murino de colitis, a las ratas se les administró niacina o agua durante 2 semanas, se les administraron inyecciones rectales diarias del agente inductor de colitis, yodoacetamida , y se sacrificaron el día 15. En comparación con las ratas tratadas con agua, las ratas tratadas con niacina desarrollaron una colitis más leve definida por menores disminuciones en el peso corporal, menores disminuciones en el peso del colon y menores aumentos en los niveles de mieloperoxidasa en el tejido del colon, un indicador de infiltración de células inflamatorias (es decir, leucocitos polimorfonucleares ). En un modelo murino de colitis que conduce a cáncer de colon, los ratones fueron tratados con sulfato de dextrano sódico para producir colitis y una inyección intraperitoneal de azoximetano , un carcinógeno que causa cáncer de colon . En este modelo murino Apc Min/+ : 1) los ratones alimentados con una dieta que redujo en gran medida los niveles de ácido butírico en el colon desarrollaron colitis y numerosos pólipos de colon potencialmente precancerosos ; 2) los ratones alimentados con una dieta normal tuvieron menos de estos cambios; y 3) el tratamiento con niacina de los ratones alimentados con la dieta reductora de ácido butírico suprimió estos cambios, pero no lo hizo en los ratones knock out del gen Hcar2 en la dieta reductora de ácido butírico. [22] Por lo tanto, HCA 2 actúa para inhibir la colitis en modelos de colitis de rata así como en ratones y en el modelo de colitis ulcerosa de ratón redujo la formación de pólipos potencialmente precancerosos. [22] En estudios realizados en humanos, los niveles de ARN mensajero que codifica HCA 2 en 18 individuos con cáncer de colon fueron mucho más bajos en sus cánceres que en sus tejidos de colon normales y también fueron más bajos en 10 líneas celulares de cáncer de colon humano que en 2 líneas celulares de colon humano no cancerosas. (Los niveles de ARN mensajero de HCA 3 también fueron más bajos en el cáncer de colon que en el tejido de colon no canceroso de los pacientes). Además, se ha sugerido que los individuos que tienen enfermedad inflamatoria intestinal y consumen una dieta que aumenta sus niveles de ácido β-hidroxibutírico y butírico muestran mejoras clínicas en su enfermedad y una tasa reducida de progresión a cáncer de colon. [26]Estos hallazgos sugieren que los cánceres de colon humanos no precedidos por una enfermedad inflamatoria intestinal están asociados con reducciones en la expresión de HCA 2 (y HCA 3 ) debido al silenciamiento genético , que las reducciones de HCA 2 (y/o HCA 3 ) pueden estar involucradas en el desarrollo y/o progresión de estos cánceres. [51] [52] y que HCA 2 puede actuar para suprimir la colitis ulcerosa humana así como su progresión al cáncer de colon. [26]
Se ha demostrado que los activadores de HCA 2 suprimen la inflamación y la gravedad de la enfermedad en otros dos modelos animales. Sin embargo, estos estudios no examinaron animales con el gen Hca2 inactivado o inactivado. Estos modelos se utilizan para la psoriasis [23] y la inflamación, las lesiones y las anomalías del comportamiento del tejido cerebral causadas por el alcohol . [24]
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