Epigenetic consequences of in utero exposure to rosuvastatin include altered histone methylation patterns in newborn rat brains

Rosuvastatin (RST) is primarily used in the treatment of high cholesterol levels. As it has potentially harmful but not well-documented effects on embryos, the use of statins is currently contraindicated during pregnancy. To demonstrate whether RST could induce molecular epigenetic events, measured...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Fábián-Dulka Karolina
Other Authors: Gulya Károly
Format: Dissertation
Published: 2021-11-25
Subjects:
doi:10.14232/phd.11045

mtmt:32850971
Online Access:http://doktori.ek.szte.hu/11045
Description
Summary:Rosuvastatin (RST) is primarily used in the treatment of high cholesterol levels. As it has potentially harmful but not well-documented effects on embryos, the use of statins is currently contraindicated during pregnancy. To demonstrate whether RST could induce molecular epigenetic events, measured as histone methylations, in the newborn brains, pregnant mothers were treated daily with oral RST doses from the 11th day of pregnancy for 10 days. On postnatal day 1, the brains of absolute control, vehicle-treated control, and RST-treated rats were removed for western blots and immunohistochemistry. We demonstrated that RST induced molecular epigenetic events in the brains of newborn rats when pregnant mothers were treated daily with oral RST. By analyzing cell-type-specific markers in the newborn brains we demonstrated that prenatal RST administration did not affect the light microscopic cytoarchitecture and cell type ratios of the nervous tissue as compared to the controls. However, we found that prenatal RST administration induced a general, nonsignificant increase in H2AK118me1, H2BK5me1, H3, H3K9me3, H3K27me3, H3K36me2, H4, H4K20me2, and H4K20me3 levels, as compared to the controls. Moreover, we found that significant changes were detected in the number of H3K4me1 and H3K4me3 sites (134.3% ± 19.2% and 127.8% ± 8.5% of the controls, respectively), which are generally recognized as transcriptional activators. Using fluorescent/confocal immunohistochemistry for cell-type-specific markers and histone methylation marks on tissue sections, we demonstrated that most of the increase at these sites belonged to neuronal cell nuclei. We concluded that prenatal RST treatment induced epigenetic changes that might affect neuronal differentiation and development, and such possibilities should be taken into account when human RST therapy is recommended.
A rosuvastatin (RST) a vér magas koleszterin szintjének kezelésére szolgáló, széles körben alkalmazott lipidcsökkentő szer. Az embrióra gyakorolt potenciálisan káros, de nem teljesen ismert és dokumentált hatásuk miatt a statinok alkalmazása a terhesség alatt jelenleg nem javasolt. Munkánk célja az volt, hogy megvizsgáljuk, vajon a vemhes patkányok RST kezelése kivált-e molekuláris epigenetikai eseményeket, például hisztonmetilációt, újszülött utódaik agyában. Ezért a születés utáni első napon az abszolút kontroll, a vivőanyaggal kezelt kontroll és a vivőanyagban lévő RST-nal kezelt újszülött patkányok agyát eltávolítottuk, majd western blot analízissel, illetve szövettani vizsgálatokkal elemeztük. Bebizonyítottuk, hogy a RST epigenetikai változásokat idéz elő az újszülött patkány agyában, ha az anyákat naponta RST-nal kezeltük a vemhesség 11. napjától. Az újszülött agyban sejtspecifikus markerek elemzésével kimutattuk, hogy a prenatális RST kezelés nem befolyásolja az idegszövet fénymikroszkópos citoarchitektúráját és a sejttípus-arányokat. Megállapítottuk, hogy a prenatális RST kezelés a H2AK118me1, H2BK5me1, H3, H3K9me3, H3K27me3, H3K36me2, H4, H4K20me2 és H4K20me3 szinteket általánosan, de nem szignifikánsan növeli meg a kontrollhoz viszonyítva. Jelentős emelkedést észleltünk viszont a H3K4me1 és H3K4me3 szintekben (a kontroll 134,3%±19,2%-a és 127,8%±8,5%-a), amelyekről ismert, hogy a transzkripció aktiválásában játszanak szerepet. A sejttípusra specifikus markerek és a metilációs jelek fluoreszcens/konfokális immunhisztokémiai vizsgálatával kimutattuk, hogy a H3K4me1 és H3K4me3 szintek növekedése döntően az idegsejtek magjában van jelen. Arra következtetünk, hogy a prenatális RST kezelés epigenetikai változásokat idéz elő, amelyek befolyásolhatják az idegsejtek differenciálódását és fejlődését, és ezeket a lehetőségeket a humán RST terápia esetén figyelembe kell venni.