Le butyrate joue un rôle important dans l’homéostasie de la barrière épithéliale colique (BEC) : c’est la source principale d’énergie des cellules épithéliales du côlon (CEC) mais aussi un régulateur épigénétique de l’expression des gènes (acétylation des histones). Nous avons observé chez le rat que le retard de croissance intra-utérin (RCIU) induisait à l’âge adulte une perte d’utilisation du butyrate associée à une diminution de l’acétylation des histones et des altérations de la BEC. En outre, la BEC présentait un stress du réticulum endoplasmique (RE) et une augmentation des activités histones désacétylases (HDAC). L’objectif de notre étude était de rechercher la relation entre la perte d’utilisation du butyrate, d’acétylation des histones et le stress du RE.

Des approches ex vivo, in vitro et in vivo ont été menées sur des rats de 6 semaines, des tissus coliques et des cellules épithéliales coliques HCT116. Les tissus et les cellules ont été pré-incubés ou non avec du phénylbutyrate (inhibiteur du stress du RE), puis traités avec de la tunicamycine ou de la thapsigargine, deux inducteurs du stress RE. La perméabilité des tissus a été mesurée en chambre de Ussing (flux de dextran-FITC, FD4). Suite à ces traitements, les colonocytes ont été isolés pour le dosage des activités HDAC. L’acétylation de la lysine 16 de l’histone H4 (H4 K16) et l’expression de la protéine GRP78 (marqueur de stress du RE) ont été évaluées par western blot et immuno-histo/cyto-fluorescence. L’expression d’ARNm a été quantifiée par RT-qPCR. Des rats ont reçu une perfusion cæco-colique d’a-cyano-4-hydroxycinnamate (CHC), un bloquant du transporteur du butyrate MCT1. La significativité des résultats a été évaluée par le test de Mann–Whitney.

La thapsigargine (2μM) et la tunicamycine (6μg/mL) augmentaient la perméabilité paracellulaire des tissus coliques au FD4 ainsi que les activités HDAC et entraînaient une perte d’acétylation d’H4K16. Le phénylbutyrate (10mM) prévenait ces effets. In vivo, l’induction d’un stress du RE par la tunicamycine entraînait une perte d’acétylation d’H4K16 et une augmentation des activités HDAC. In vitro, le traitement des cellules HCT116 par la thapsigargine ou la tunicamycine, induisait un stress du RE (augmentation de l’expression de l’ARNm de XBP1 et de la protéine GRP78) et une perte d’acétylation d’H4K16 qui était prévenue par un pré-traitement au phénylbutyrate. Le blocage du transporteur MCT1 par perfusion de CHC chez des rats induisait un stress du RE (augmentation de l’expression de l’ARNm de XBP1 et de GRP78). A contrario, l’induction d’un stress du RE par la tunicamycine ne modifiait pas l’expression de MCT1.

Nos résultats suggèrent que le défaut d’utilisation du butyrate observé chez les rats IUGR induit non seulement une perte d’acétylation d’H4K16 mais également un stress du RE. Outre le déficit d’absorption du butyrate, le stress du RE accentuerait la perte d’acétylation et les altérations de la fonction barrière.