p38 mitogen-activated protein kinase protects human retinal pigment epithelial cells exposed to oxidative stress 1

Objective: To investigate the role of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in human retinal pigment epithelial (RPE) cells exposed to acute oxidative stress.Study Design: Experimental study.Methods: Oxidative stress was induced by the chemical oxidant tert-butyl hydroperoxide (t-BOOH) in the human RPE cell line ARPE-19. Cell viability was assessed by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. The phosphorylation of p38 MAPK was measured by Western blot analysis. Small interfering (si)RNA and plasmid DNA of a constitutive active mutant of a MAPK kinase (MKK6E) were transfected to knock down and activate p38 MAPK in ARPE-19 cells, respectively.Results: t-BOOH induced ARPE-19 cell death in a time- and dose-dependent manner. t-BOOH increased phosphorylation of p38 MAPK. Both inhibition of p38 MAPK with a selective inhibitor SB203580 and knockdown of p38a MAPK with siRNA enhanced t-BOOH-induced ARPE-19 cell death (by 29% and 20%, respectively). Overexpression of MKK6E, a kinase upstream of p38α MAPK, increased phosphorylation of p38 MAPK and attenuated t-BOOH-induced ARPE-19 cell death by 16%. Preconditioning with a low dose of t-BOOH decreased the ARPE-19 cell death induced by a higher dose of t-BOOH by 13%. This protective effect was absent when ARPE-19 cells were pretreated with SB203580 for 1 hour before preconditioning.Conclusions: Under the conditions tested, activation of p38 MAPK protects ARPE-19 cells against oxidant-induced death. Because RPE cells play a key role in retinal homeostasis, this finding may have important implications for retinal disease.

RésuméObjet: Investigation du rôle de la protéine-kinase activée par le mitogène p38α (MAPK) dans les cellules épithéliales pigmentaires de la rétine humaine (ÉPR), qui sont exposées à un stress oxydatif aigu.Nature: Étude expérimentale.Méthodes: Le stress oxydatif aigu a été induit par l’oxydant chimique hydroperoxyde de tert-butyle (t-BOOH) dans la lignée cellulaire ARPE-19 de la cellule ÉPR humaine. La viabilité cellulaire a été évaluée par l’essai de 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT). La phosphorylation de la MAPK p38 a été mesurée par l’analyse de buvardage Western. Une faible interférence d’ARN(si) et l’ADN plasmide d’un mutant constitutif actif de kinase MAPK (MKK6E) ont été transférés pour démolir puis activer la MAPK p38 dans les cellules ARPE-19, respectivement.Résultats: Le t-BOOH a induit la mort des cellules ARPE-19 dans le délai et selon la dose utilisée. Le t-BOOH a augmenté la phosphorylation de la MAPK p38. L’inhibition de la MAPK p38 avec l’inhibiteur sélectif SB203580 et la démolition de la MAPK p38a dans les cellules ARPE-19 avec l’ARN(si) ont accentué la mort des lignées cellulaires ARPE-19 induite par le t-BOOH (de 29 % et 20 % respectivement). La surexpression de MKK6E, kinase en amont de la MAPK p38, a augmenté la phosphorylation de la MAPK p38 et atténué de 16 % la mort des cellules ARPE-19 induite par le t-BOOH. Le préconditionnement avec une faible dose de t-BOOH a réduit de 13 % la mort des cellules ARPE-19 induite par une plus forte dose de t-BOOH. Cet effet protecteur était absent lorsque les cellules ARPE-19 étaient traitées au préalable avec le SB203580 une heure avant le préconditionnement.Conclusions: Selon les conditions soumises au test, l’activation de la MAPK p38 protège les cellules ARPE-19 contre une mort induite par un oxydant. Comme les cellules ÉPR jouent un rôle clé dans l’homéostase de la rétine, ces données peuvent avoir une implication importante dans les maladies de la rétine.