Published June 26, 2017
| Version v1
Publication
Open
MPA Modulates Tight Junctions' Permeability via Midkine/PI3K Pathway in Caco-2 Cells: A Possible Mechanism of Leak-Flux Diarrhea in Organ Transplanted Patients
- 1. Kohat University of Science and Technology
- 2. German Centre for Cardiovascular Research
Description
Mycophenolic acid (MPA) is prescribed to prevent allograft rejection in organ transplanted patients. However, its use is sporadically linked to leak flux diarrhea and other gastrointestinal (GI) disturbances in around 75% of patients through yet unknown mechanisms. Recently, we identified Midkine as a modulator of tight junctions (TJs) permeability in MPA treated Caco-2 monolayer. In the present study, we investigated the possible involvement of Midkine dependent PI3K pathway in alteration of TJs under MPA treatment. Caco-2 cells were grown as monolayer to develop TJs and were treated for 72 h with DMSO (control) or MPA in presence and absence of Midkine inhibitor (iMDK) or PI3K inhibitors (LY/AMG). Caco-2 monolayer integrity was assessed by transepithelial electrical resistance (TEER) and FITC-dextran assays. Our functional assays showed that PI3K inhibitors (LY/AMG) can significantly inhibit the compromised TJs integrity of MPA-treated Caco-2 cells monolayer. Chromatin immunoprecipitation analyses showed a significant epigenetic activation of Midkine, PI3K, Cdx-2, and Cldn-2 genes and epigenetic repression of Cldn-1 gene after MPA treatment. The MPA-induced epigenetic alterations were further confirmed by mRNA and protein expression analysis. Collectively, our data shows that PI3K pathway as the downstream target of Midkine which in turn modulates p38MAPK and pAKT signaling to alter TJs permeability in Caco-2 cell monolayers treated with MPA. These results highlight the possible use of either Midkine or PI3K inhibitors as therapeutic agents to prevent MPA induced GI disturbances.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يوصف حمض الميكوفينوليك (MPA) لمنع رفض الطعم الخيفي في مرضى زرع الأعضاء. ومع ذلك، يرتبط استخدامه بشكل متقطع بإسهال تدفق التسرب واضطرابات الجهاز الهضمي الأخرى في حوالي 75 ٪ من المرضى من خلال آليات غير معروفة بعد. في الآونة الأخيرة، حددنا Midkine كمعدّل لنفاذية التقاطعات الضيقة (TJs) في طبقة Caco -2 الأحادية المعالجة بالآلام والكروب الذهنية. في هذه الدراسة، حققنا في احتمال تورط مسار PI3K المعتمد على Midkine في تغيير المفصل الفكي التاجي تحت علاج الآلام والكروب الذهنية. نمت خلايا Caco -2 كطبقة أحادية لتطوير TJs وتم علاجها لمدة 72 ساعة باستخدام DMSO (التحكم) أو MPA في وجود وغياب مثبط Midkine (iMDK) أو مثبطات PI3K (LY/AMG). تم تقييم سلامة Caco -2 أحادية الطبقة من خلال المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER) ومقايسات FITC - extran. أظهرت فحوصاتنا الوظيفية أن مثبطات PI3K (LY/AMG) يمكن أن تمنع بشكل كبير سلامة TJs المعرضة للخطر لخلايا Caco -2 المعالجة بـ MPA. أظهرت تحليلات الترسيب المناعي للكروماتين تنشيطًا جينيًا كبيرًا لجينات Midkine و PI3K و Cdx -2 و Cldn -2 وكبتًا جينيًا لجين Cldn -1 بعد علاج الآلام والكروب الذهنية. كما تم تأكيد التغيرات الجينية الناتجة عن MPA من خلال تحليل الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) وتحليل تعبير البروتين. بشكل جماعي، تُظهر بياناتنا أن مسار PI3K هو الهدف النهائي لـ Midkine والذي بدوره يعدل إشارات p38MAPK و pAKT لتغيير نفاذية TJs في طبقات خلية Caco -2 الأحادية المعالجة بـ MPA. تسلط هذه النتائج الضوء على الاستخدام المحتمل لمثبطات Midkine أو PI3K كعوامل علاجية لمنع اضطرابات الجهاز الهضمي الناجمة عن الآلام والكروب الذهنية.Translated Description (French)
L'acide mycophénolique (MPA) est prescrit pour prévenir le rejet d'allogreffe chez les patients transplantés d'organes. Cependant, son utilisation est sporadiquement liée à la diarrhée de flux de fuite et à d'autres troubles gastro-intestinaux (GI) chez environ 75 % des patients par le biais de mécanismes encore inconnus. Récemment, nous avons identifié Midkine comme un modulateur de la perméabilité des jonctions serrées (TJ) dans la monocouche Caco-2 traitée au MPA. Dans la présente étude, nous avons étudié l'implication possible de la voie PI3K dépendante de la midkine dans l'altération des TJ sous traitement par MPA. Les cellules Caco-2 ont été cultivées en monocouche pour développer des TJ et ont été traitées pendant 72 h avec du DMSO (témoin) ou du MPA en présence et en l'absence d'inhibiteur de Midkine (iMDK) ou d'inhibiteurs de PI3K (LY/AMG). L'intégrité de la monocouche de Caco-2 a été évaluée par des tests de résistance électrique transépithéliale (TEER) et de FITC-dextran. Nos tests fonctionnels ont montré que les inhibiteurs de PI3K (LY/AMG) peuvent inhiber de manière significative l'intégrité compromise des TJs de la monocouche de cellules Caco-2 traitées par MPA. Les analyses d'immunoprécipitation de la chromatine ont montré une activation épigénétique significative des gènes Midkine, PI3K, Cdx-2 et Cldn-2 et une répression épigénétique du gène Cldn-1 après traitement par MPA. Les altérations épigénétiques induites par la MPA ont été confirmées par l'analyse de l'ARNm et de l'expression des protéines. Collectivement, nos données montrent que la voie PI3K est la cible en aval de Midkine qui module à son tour la signalisation p38MAPK et pAKT pour modifier la perméabilité des TJ dans les monocouches de cellules Caco-2 traitées avec du MPA. Ces résultats mettent en évidence l'utilisation possible des inhibiteurs de Midkine ou de PI3K comme agents thérapeutiques pour prévenir les troubles gastro-intestinaux induits par le MPA.Translated Description (Spanish)
El ácido micofenólico (MPA) se prescribe para prevenir el rechazo de aloinjertos en pacientes trasplantados de órganos. Sin embargo, su uso está vinculado esporádicamente a la diarrea por flujo de fugas y otras alteraciones gastrointestinales (GI) en alrededor del 75% de los pacientes a través de mecanismos aún desconocidos. Recientemente, identificamos a Midkine como un modulador de la permeabilidad de las uniones estrechas (TJ) en la monocapa Caco-2 tratada con MPA. En el presente estudio, investigamos la posible participación de la vía PI3K dependiente de Midkine en la alteración de TJ bajo tratamiento con MPA. Las células Caco-2 se cultivaron como monocapa para desarrollar TJ y se trataron durante 72 h con DMSO (control) o MPA en presencia y ausencia de inhibidor de Midkine (iMDK) o inhibidores de PI3K (LY/AMG). La integridad de la monocapa de Caco-2 se evaluó mediante ensayos de resistencia eléctrica transepitelial (TEER) y FITC-dextrano. Nuestros ensayos funcionales mostraron que los inhibidores de PI3K (LY/AMG) pueden inhibir significativamente la integridad de TJ comprometida de la monocapa de células Caco-2 tratadas con MPa. Los análisis de inmunoprecipitación de cromatina mostraron una activación epigenética significativa de los genes Midkine, PI3K, Cdx-2 y Cldn-2 y la represión epigenética del gen Cldn-1 después del tratamiento con MPA. Las alteraciones epigenéticas inducidas por MPA se confirmaron adicionalmente mediante análisis de expresión de ARNm y proteínas. En conjunto, nuestros datos muestran que la vía PI3K es el objetivo aguas abajo de Midkine, que a su vez modula la señalización de p38MAPK y pAKT para alterar la permeabilidad de TJ en monocapas de células Caco-2 tratadas con MPA. Estos resultados resaltan el posible uso de inhibidores de Midkine o PI3K como agentes terapéuticos para prevenir las alteraciones gastrointestinales inducidas por MPA.Files
pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f605405a81c7889affdca8d00a324ad9
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقوم MPA بتعديل نفاذية التقاطعات الضيقة عبر مسار Midkine/PI3K في خلايا Caco -2: آلية محتملة لإسهال تدفق التسرب في المرضى المزروعين بالأعضاء
- Translated title (French)
- Le MPA module la perméabilité des jonctions serrées via la voie Midkine/PI3K dans les cellules Caco-2 : un mécanisme possible de diarrhée par flux de fuite chez les patients transplantés d'organes
- Translated title (Spanish)
- El MPA modula la permeabilidad de las uniones estrechas a través de la vía Midkine/PI3K en células Caco-2: un posible mecanismo de diarrea por flujo de fugas en pacientes trasplantados de órganos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2625403026
- DOI
- 10.3389/fphys.2017.00438
References
- https://openalex.org/W1498038195
- https://openalex.org/W1498982214
- https://openalex.org/W1540456704
- https://openalex.org/W1550767186
- https://openalex.org/W1554042779
- https://openalex.org/W1627013070
- https://openalex.org/W1694308556
- https://openalex.org/W1747628444
- https://openalex.org/W1966185510
- https://openalex.org/W1966776937
- https://openalex.org/W1968950430
- https://openalex.org/W1969708347
- https://openalex.org/W1969839658
- https://openalex.org/W1974053452
- https://openalex.org/W1979165357
- https://openalex.org/W1979996406
- https://openalex.org/W1980742565
- https://openalex.org/W1984621921
- https://openalex.org/W1991077810
- https://openalex.org/W1991886741
- https://openalex.org/W1992152055
- https://openalex.org/W1994930629
- https://openalex.org/W1997981215
- https://openalex.org/W1999362585
- https://openalex.org/W2001984393
- https://openalex.org/W2004078164
- https://openalex.org/W2012315327
- https://openalex.org/W2013657751
- https://openalex.org/W2019117690
- https://openalex.org/W2019154269
- https://openalex.org/W2021571733
- https://openalex.org/W2028549997
- https://openalex.org/W2029180586
- https://openalex.org/W2030243226
- https://openalex.org/W2034626424
- https://openalex.org/W2036213724
- https://openalex.org/W2036760626
- https://openalex.org/W2039577186
- https://openalex.org/W2041454039
- https://openalex.org/W2043558941
- https://openalex.org/W2044868069
- https://openalex.org/W2046395686
- https://openalex.org/W2055469547
- https://openalex.org/W2059796847
- https://openalex.org/W2060986062
- https://openalex.org/W2063567148
- https://openalex.org/W2065234696
- https://openalex.org/W2066572073
- https://openalex.org/W2069135314
- https://openalex.org/W2072106617
- https://openalex.org/W2076588832
- https://openalex.org/W2076865755
- https://openalex.org/W2081951192
- https://openalex.org/W2081966117
- https://openalex.org/W2090033168
- https://openalex.org/W2097567512
- https://openalex.org/W2100912336
- https://openalex.org/W2102388558
- https://openalex.org/W2104499487
- https://openalex.org/W2105376199
- https://openalex.org/W2106500404
- https://openalex.org/W2107154293
- https://openalex.org/W2110207056
- https://openalex.org/W2110378444
- https://openalex.org/W2114570899
- https://openalex.org/W2114750687
- https://openalex.org/W2116383251
- https://openalex.org/W2116901311
- https://openalex.org/W2118803313
- https://openalex.org/W2123773014
- https://openalex.org/W2127995407
- https://openalex.org/W2129214779
- https://openalex.org/W2132024007
- https://openalex.org/W2133071442
- https://openalex.org/W2135810529
- https://openalex.org/W2142613038
- https://openalex.org/W2146379177
- https://openalex.org/W2160676441
- https://openalex.org/W2163640324
- https://openalex.org/W2165796728
- https://openalex.org/W2168263902
- https://openalex.org/W2168828940
- https://openalex.org/W2245139842
- https://openalex.org/W2339233792
- https://openalex.org/W4230982340
- https://openalex.org/W4249236850
- https://openalex.org/W4253323169