Binding of the bromodomain and extraterminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. We sought to determine the antifibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan-BET inhibitor, JQ1; BRD2 inhibitor, BIC1; or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed antifibrotic effects in an animal model of SSc and in patient-derived diffuse cutaneous SSc (dcSSc) fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium (Ca2+) signaling. The antifibrotic effect of BRD4 inhibition was mediated at least in part by downregulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II α and reduction of intracellular Ca2+ concentrations. On the basis of these results, we propose targeting Ca2+ pathways or BRD4 as potentially novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.

Abstract Binding of the bromodomain and extra-terminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. This study sought to determine the anti-fibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan BET inhibitor JQ1, BRD2 inhibitor BIC1, or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed anti-fibrotic effects in an animal model of scleroderma and in patient-derived diffuse cutaneous (dc)SSc fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium signaling. The anti-fibrotic effect of BRD4 inhibition was at least in part mediated by downregulation of Ca 2+/ calmodulin-dependent protein kinase II α (CaMKII-α) and reduction of intracellular calcium concentrations. These results suggest that targeting calcium pathways or BRD4 might be novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.

Objectives: We previously revealed a role for EZH2 in inducing pro-inflammatory epigenetic changes in lupus CD4+ T cells. In this study, we sought to determine if inhibiting EZH2 ameliorates lupus-like disease in MRL/lpr mice. Methods: EZH2 expression levels in multiple cell types in lupus patients were evaluated using flow cytometry and mRNA expression data. Inhibition of EZH2 in MRL/lpr mice was achieved by DZNep intraperitoneal administration using a preventative and a therapeutic treatment model. Effects of DZNep on animal survival, anti-dsDNA antibody production, proteinuria, renal histopathology, cytokine production, and T and B cell numbers and percentages were assessed. Results: EZH2 expression levels were increased in whole blood, neutrophils, monocytes, B cells, and CD4+ T cells in lupus patients. In MRL/lpr mice, inhibiting EZH2 with DZNep treatment before or after disease onset improved survival and significantly reduced anti-dsDNA antibody production. DZNep-treated mice displayed a significant reduction in renal involvement, splenomegaly, and lymphadenopathy. Lymphoproliferation and numbers of double-negative T cells were significantly reduced in DZNep treated mice. Concentrations of circulating cytokines and chemokines, including TNF, IFN-γ, CCL2, RANTES/CCL5, IL-10, KC/CXCL1, IL-12, IL-12p40 and MIP-1β/CCL4 were decreased in DZNep treated mice. Conclusions: EZH2 is upregulated in multiple cell types in lupus patients. Therapeutic inhibition of EZH2 abrogates lupus-like disease in MRL/lpr mice, suggesting that EZH2 inhibitors may be repurposed as a novel therapeutic option in lupus patients.