Identifikasjon av prediktive epigenetiske biomarkører for alvorlighetsgrad av lungesykdom ved cystisk fibrose (MethylBiomark)

Cystisk fibrose (CF) er en autosomal recessiv sykdom som skyldes mutasjoner i CFTR-genet. CFTR koder for en kloridkanal, hovedsakelig uttrykt ved den apikale membranen til epitelceller. CFTR-dysfunksjon induserer slimfortykning, og forårsaker flere lidelser i luftveiene, fordøyelseskanalen og reproduktive kanaler. Hos CF-pasienter er lungesykdom hovedårsaken til sykelighet og dødelighet, og alvorlighetsgraden varierer blant CF-pasienter, selv blant de med samme genotype. Denne kliniske variasjonen avhenger av to faktorer: genetiske (komplekse alleler av CFTR-gen og modifiseringsgener) og miljøfaktorer. Genetiske faktorer har i stor grad blitt utforsket, og flere modifiseringsgener er identifisert. Derimot er miljøfaktorer fortsatt dårlig kjent. Det er godt etablert at miljøfaktorer modifiserer fenotypen ved å virke på epigenetiske merker (dvs. DNA-metylering, histonmodifikasjon) tilstede i genomet. Epigenetiske modifikasjoner regulerer og modulerer genuttrykk.

I en tidligere profilering profilerte vi DNA-metylering i hele genomet i neseepitelcelleprøver fra 32 CF-pasienter og 24 friske kontroller. CF-pasienter homozygote for p.Phe508del-mutasjonen og >18 år gamle ble stratifisert i henhold til lungesykdommens alvorlighetsgrad. Gjennom denne studien identifiserte vi 187 genomiske regioner (CpG-dinukleotider) differensielt metylert mellom CF-pasienter med mild lungesykdom og CF-pasienter med alvorlig lungesykdom. Det nåværende prosjektet tar sikte på å identifisere prediktive epigenetiske biomarkører for lungesykdoms alvorlighetsgrad, blant disse 187 regionene. Mens den forrige studien ble utført på genomisk DNA ekstrahert fra nasale epitelceller, vil vi i dette prosjektet bruke en ikke-invasiv modell: spontant oppspytt.

Hypotese: noen differensielt metylerte genomiske regioner mellom milde og alvorlige CF-pasienter kan brukes som prediktive epigenetiske biomarkører for alvorlighetsgrad av lungesykdom ved cystisk fibrose.

Mål: (i) å identifisere prediktive epigenetiske biomarkører for lungesykdoms alvorlighetsgrad blant de differensielt metylerte genomiske områdene mellom milde og alvorlige CF-pasienter, (ii) å karakterisere en ikke-invasiv cellulær modell, spontant sputum, for analyse av epigenetiske biomarkører av lunge sykdomsgrad i CF, (iii) for å analysere variasjonene i DNA-metylering for samme pasient over tid (ved inklusjonstidspunktet, 6 måneder, 12 måneder og 18 måneder)