The Effect of Citalopram on Genome-Wide DNA Methylation of Human Cells (2018)
Int J Genomics. 2018 Jul 25;2018:8929057. doi: 10.1155/2018/8929057. eCollection 2018.
The Effect of Citalopram on Genome-Wide DNA Methylation of Human Cells.
- 1
- Epigenetics Laboratory, Department of Anatomy, Howard University, 520 W St. NW, Washington, DC 20059, USA.
- 2
- Department of Pharmacology, Howard University, 520 W St. NW, Washington, DC 20059, USA.
- 3
- Tel-Aviv Brüll Community Mental Health Center, Clalit Health Services, 9 Hatzvi St., 6719709 Tel-Aviv, Israel.
- 4
- HiThru Analytics LLC, 1001 Spring St. No. 219, Silver Spring, MD 20910, USA.
Abstract
Commonly used pharmaceutical drugs might alter the epigenetic state of cells, leading to varying degrees of long-term repercussions to human health. To test this hypothesis, we cultured HEK-293 cells in the presence of 50 μM citalopram, a common antidepressant, for 30 days and performed whole-genome DNA methylation analysis using the NimbleGen Human DNA Methylation 3x720K Promoter Plus CpG Island Array. A total of 626 gene promoters, out of a total of 25,437 queried genes on the array (2.46%), showed significant differential methylation (p < 0.01); among these, 272 were hypomethylated and 354 were hypermethylated in treated versus control. Using Ingenuity Pathway Analysis, we found that the chief gene networks and signaling pathways that are differentially regulated include those involved in nervous system development and function and cellular growth and proliferation. Genes implicated in depression, as well as genetic networks involving nucleic acid metabolism, small molecule biochemistry, and cell cycle regulation were significantly modified. Involvement of upstream regulators such as BDNF, FSH, and NFκB was predicted based on differential methylation of their downstream targets. The study validates our hypothesis that pharmaceutical drugs can have off-target epigenetic effects and reveals affected networks and pathways. We view this study as a first step towards understanding the long-term epigenetic consequences of prescription drugs on human health.
- PMID:
- 30148158
- PMCID:
- PMC6083487
- DOI:
- 10.1155/2018/8929057
FULL TEXT (inglese): https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6083487/
TRADUZIONE ITALIANA:
L'Effetto del Citalopram sulla Metilazione del DNA dell'Intero Genoma delle Cellule Umane
Abstract
Farmaci comunemente utilizzati potrebbero alterare lo stato epigenetico delle cellule, portando a vari gradi di ripercussioni a lungo termine per la salute umana. Per testare questa ipotesi, abbiamo coltivato cellule HEK-293 in presenza di 50 μ M di citalopram, un antidepressivo comune, per 30 giorni e abbiamo eseguito l'analisi di metilazione del DNA dell'intero genoma utilizzando il NimbleGen Human DNA Methylation 3x720K Promoter Plus CpG Island Array. Un totale di 626 promotori di geni, su un totale di 25.437 geni presi in esame (2.46%), ha mostrato una metilazione differenziale significativa ( p <0,01); tra questi, 272 erano ipometilati e 354 erano ipermetilati nel trattamento rispetto al controllo. Utilizzando il softwere Ingenuity Pathway Analysis, abbiamo scoperto che le principali reti genetiche e le vie di segnalazione che sono regolate differenzialmente includono quelle coinvolte nello sviluppo e nella funzione del sistema nervoso e nella crescita e proliferazione cellulare. I geni implicati nella depressione, così come le reti genetiche che coinvolgono il metabolismo degli acidi nucleici, la biochimica delle piccole molecole e la regolazione del ciclo cellulare sono state significativamente modificate. Coinvolgimento di regolatori a monte come BDNF, FSH e NF κB è stato previsto in base alla metilazione differenziale dei loro bersagli a valle. Lo studio convalida la nostra ipotesi secondo cui i farmaci possono avere effetti epigenetici fuori bersaglio e rivela reti e percorsi affetti. Consideriamo questo studio come un primo passo verso la comprensione delle conseguenze epigenetiche a lungo termine dei farmaci con prescrizione medica sulla salute umana.