Metilazione del DNA nasale e asma infantile

Quando si parla di patologia asmatica, esiste un crescente interesse verso l'investigazione di profili epigenetici, in particolare la metilazione del DNA. Sebbene gli studi genetici abbiano identificato una serie di fattori associati alla patogenesi dell’asma, spesso i meccanismi di insorgenza di quest’ultima non sono chiari.

Commento a cura del Professor John Holloway

Il Prof. John Halloway del Human Genetics and Genomic Medicine General Hospital del Southampton (UK) evidenzia il valore dello studio realizzato da Yang et al. che ha identificato i cambiamenti nella metilazione del DNA, e quindi nell’espressione genica, associati all’insorgenza dell’asma allergica in età infantile.

Gli studi epidemiologici hanno identificato una vasta gamma di fattori ambientali associati allo sviluppo di asma. I processi epigenetici, come ad esempio la metilazione del DNA, sono influenzati sia dalla predisposizione genetica dei singoli soggetti, che dai fattori ambientali; lo studio di tali processi pone le basi per una più ampia comprensione dei meccanismi di insorgenza dell’asma, permettendo lo sviluppo futuro di nuove strategie di prevenzione. In precedenza, alcuni studi hanno utilizzato campioni di DNA allo scopo di investigare le alterazioni genetiche ereditarie, ai fini dell’identificazione di loci il cui livello di metilazione è associato a fenotipi caratterizzanti per l'asma allergica, come ad esempio i livelli di IgE, la funzione polmonare e la diagnosi di asma.

Un punto chiave da evidenziare è che i modelli di metilazione del DNA variano a seconda del tessuto di origine e del tipo cellulare considerati; tali studi hanno preso in considerazione il DNA estratto dal sangue, dai leucociti e dal sangue del cordone ombelicale. Tuttavia non è ancora chiaro come la metilazione del DNA in questi tessuti rifletta quella delle cellule polmonari, mentre sono stati effettuati studi sulla metilazione nelle cellule bronchiali in sezione trasversale.

In questo studio, Yang et al. hanno confrontato i modelli di metilazione genomica del DNA e l'espressione genica nelle cellule epiteliali nasali ottenute da bambini afroamericani con persistenza di asma atopica (n = 36) confrontato con un gruppo di controllo di soggetti sani (n = 36). È stato dimostrato che l'epitelio nasale possiede un profilo di espressione genica simile all'epitelio bronchiale, pertanto potrebbe rappresentare una fonte di studio accessibile e utile a comprendere i profili epigenetici delle vie aeree.

Yang et al. hanno identificato 186 geni con significativa variazione nei modelli di metilazione tra bambini asmatici e non.

Le differenze nei modelli di metilazione sono associate a variazioni nell’espressione genica: sono stati selezionati dieci loci in base a rilevanza per l’asma, rilevanza dei cambiamenti dovuti alla metilazione e relazione tra metilazione ed espressione genica  e sono stati validati in una coorte indipendente di bambini con asma atopica.

L’entità delle differenze tra i due gruppi nella variazione della metilazione del DNA è stata, inoltre, significativamente più ampia rispetto a quella osservata in precedenti studi sui profili di metilazione del DNA, in campioni prelevati dal sangue.

In sintesi, Yang et al. hanno dimostrato che la misurazione della metilazione del DNA nell'epitelio nasale è funzionale, mostra ampie differenze tra soggetti asmatici e non e potrebbe essere usata come un biomarker dell’esposizione alla patologia o della patologia stessa; tale misurazione si è rivelata maggiormente rappresentativa dei cambiamenti epigenetici verificatisi nelle basse vie aeree rispetto ai campioni di DNA prelevati dal sangue periferico.

Tuttavia, al fine di esplorare le potenzialità di quest’approccio, saranno necessari ulteriori studi su gruppi di pazienti più ampi.

Fonte bibliografica:

Yang IV et al. The nasal methylome and childhood atopic asthma. J Allergy Clin Immunol. 2017 May; 139(5):14781488

 Depositato presso AIFA in data 20/09/2017

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