Identificazione di biomarcatori epigenetici predittivi della gravità della malattia polmonare nella fibrosi cistica (MethylBiomark)

La fibrosi cistica (CF) è una malattia autosomica recessiva derivante da mutazioni nel gene CFTR. CFTR codifica per un canale del cloruro, espresso principalmente sulla membrana apicale delle cellule epiteliali. La disfunzione del CFTR induce l'ispessimento del muco, causando molteplici disturbi nei tratti respiratorio, digestivo e riproduttivo. Nei pazienti CF, la malattia polmonare è la principale causa di morbilità e mortalità, e la sua gravità è variabile tra i pazienti CF, anche tra quelli con lo stesso genotipo. Questa variabilità clinica dipende da due fattori: genetici (alleli complessi del gene CFTR e geni modificatori) e ambientali. I fattori genetici sono stati ampiamente esplorati e sono stati identificati diversi geni modificatori. Al contrario, i fattori ambientali sono ancora poco conosciuti. È ben noto che i fattori ambientali modificano il fenotipo agendo sui segni epigenetici (es. metilazione del DNA, modificazione dell'istone) presenti nel genoma. Le modificazioni epigenetiche regolano e modulano l'espressione genica.

In un precedente abbiamo profilato la metilazione del DNA in tutto il genoma in campioni di cellule epiteliali nasali da 32 pazienti CF e 24 controlli sani. I pazienti CF omozigoti per la mutazione p.Phe508del e di età > 18 anni sono stati stratificati in base alla gravità della malattia polmonare. Attraverso questo studio, abbiamo identificato 187 regioni genomiche (dinucleotidi CpG) differenzialmente metilate tra pazienti CF con malattia polmonare lieve e pazienti CF con malattia polmonare grave. Il presente progetto mira a identificare biomarcatori epigenetici predittivi della gravità della malattia polmonare, tra queste 187 regioni. Mentre lo studio precedente è stato condotto su DNA genomico estratto da cellule epiteliali nasali, nel presente progetto utilizzeremo un modello non invasivo: l'espettorato spontaneo.

Ipotesi: alcune regioni genomiche differenzialmente metilate tra pazienti CF lievi e gravi possono essere utilizzate come biomarcatori epigenetici predittivi della gravità della malattia polmonare nella fibrosi cistica.

Obiettivi: (i) identificare biomarcatori epigenetici predittivi della gravità della malattia polmonare tra le regioni genomiche differenzialmente metilate tra pazienti CF lievi e gravi, (ii) caratterizzare un modello cellulare non invasivo, espettorato spontaneo, per l'analisi di biomarcatori epigenetici del polmone gravità della malattia nella FC, (iii) analizzare le variazioni nella metilazione del DNA per uno stesso paziente nel tempo (al momento dell'inclusione, 6 mesi, 12 mesi e 18 mesi)