DNA-Methylierung und Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse (THYRODNA)

Es ist bekannt, dass Hashimoto-Thyreoiditis (HT) und Morbus Basedow (GD) durch eine abnormale Immunantwort gegen körpereigene Zellen und Gewebe verursacht werden. HT beinhaltet eine zellvermittelte Autoimmunzerstörung der Schilddrüse, die zu Hypothyreose führt. GD wird durch einen Prozess verursacht, bei dem Immunzellen stimulierende Antikörper gegen den Schilddrüsen-stimulierenden Hormon (TSH)-Rezeptor auf der Schilddrüse bilden, was zu einer Hyperthyreose führt. Obwohl es erhebliche Hinweise darauf gibt, dass genetische Faktoren das Risiko für die Entwicklung von Autoimmunerkrankungen erhöhen, bleiben eineiige Zwillinge immer noch diskordant für Krankheiten (Krankheitskonkordanz ist nie 100%), was auf eine Rolle von Umweltfaktoren und Epigenetik hindeutet.

Epigenetik ist ein neues Gebiet der Biologie, das die Mechanismen untersucht, durch die die Umwelt mit dem Genotyp interagiert, um eine Vielzahl von Phänotypen durch Modifikationen des Chromatins zu erzeugen, die die DNA-Sequenz nicht direkt verändern. Diese Modifikationen wurden mit einer veränderten Genexpression und dem Silencing repetitiver Elemente in Verbindung gebracht und können mitotisch vererbt werden. Epigenetische Mechanismen umfassen DNA-Methylierung, Histonmodifikationen oder miRNA-posttranskriptionelle Regulation. Die DNA-Methylierung beinhaltet die kovalente Addition einer Methylgruppe an die Kohlenstoff-5-Position im CpG-Dinukleotid des Methyldonors S-Adenosylmethionin und wird durch eine Gruppe von Enzymen vermittelt, die als DNA-Methyltransferasen (DNMTs) bezeichnet werden. CpG-Dinukleotide sind typischerweise in Regionen gruppiert, die als CGIs (Inseln) bekannt sind. CGIs können in den Promotorregionen von Genen gefunden werden, und die CpG-Methylierung dieser Genpromotoren ist mit transkriptionalem Silencing verbunden. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass hypermethylierte Gene transkriptionell aktiv sind.

Bisher wurde nur eine sehr begrenzte Anzahl epigenetischer Studien bei Patienten mit HT und GD veröffentlicht. Daher ist der Zweck dieser Studie die Analyse des DNA-Methylierungsstatus in weißen Blutkörperchen (WBCs) innerhalb der Promotorregionen von genomischen Stellen, die zuvor als Anfälligkeitsorte oder Stellen für autoimmune Schilddrüsenerkrankungen identifiziert wurden, wie z. B. CD40L, FOXP3, CTLA4 , PTPN22-, IL2RA-, FCRL3- und HLADRB1-Gene.

Zunächst erfolgt die Rekrutierung von Patienten und Kontrollpersonen sowie die Entnahme von Blutproben. Eine vollständige körperliche Untersuchung wird auch bei allen in die Studie eingeschlossenen Teilnehmern durchgeführt, und vor der Aufnahme wird auch eine detaillierte persönliche, familiäre, Schwangerschafts- und perinatale Anamnese erhoben. Blutproben von allen Teilnehmern werden gesammelt und zentrifugiert und dann werden weiße Blutkörperchen (WBCs), Plasma und Serum getrennt und in einem Tiefkühlschrank gelagert.

Laboranalysen werden folgen. DNA wird aus peripheren Leukozyten mit dem QIAamp DNA Blood Mini Kit gemäß den Anweisungen des Herstellers isoliert. Es wird dann mit Natriumbisulfit unter Verwendung des Zymo EZ DNA Methylation-Gold Kit behandelt, wiederum gemäß dem Protokoll des Herstellers. Daher werden unmethylierte Cytosine in Uracyle umgewandelt, während methylierte Cytosine unverändert bleiben. Die Quantifizierung des Methylierungsstatus der DNA in den untersuchten Genpromotorregionen erfolgt unter Verwendung spezifischer Primer, die modifizierte DNA nachweisen, durch Echtzeit-PCR und Analyse der Schmelzkurven der ausgewählten DNA-Fragmente. Amplikons werden auch durch Elektrophorese analysiert und durch ultraviolette Durchleuchtung sichtbar gemacht.

Eine elektronische Datenbank wird aufgebaut und eine statistische Analyse wird folgen. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen werden in Peer-Review-Zeitschriften veröffentlicht und auf internationalen Tagungen präsentiert.