Att hitta epigenetisk signatur verkar förutsäga inflammationsrisk vid allvarlig typ av IBD

Med uppskattningsvis 1,6 miljoner människor i USA som hanterar inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), läkare kan ha svårt att säga vilka nydiagnostiserade patienter som har hög risk för svår inflammation eller vilka behandlingar som är mest effektiva. Nu rapporterar forskare i tidningen JCI Insights hitta en epigenetisk signatur i patientceller som tycks förutsäga inflammationsrisk vid en allvarlig typ av IBD som kallas Crohns sjukdom.

Epigenetik är studien av externa modifieringar av DNA och associerade proteiner som resulterar i att gener slås "på" eller "av" i celler. När det gäller IBD, inflammation kan primeras av mikrober i tarmen som utlöser epigenetik och gör människor benägna att drabbas av sjukdomar, enligt forskare vid Cincinnati Children's Hospital Medical Center.

Studien utfördes i tarmepitelceller donerade av nydiagnostiserade IBD -patienter före behandling och i laboratoriemusmodeller. Arbetet ger ytterligare insikt om vikten av kroppens mikrobiota-samlingen av alla mikrober (bakterier, svampar, och virus) som lever i våra tarmar. Ökande bevis har visat viktiga kopplingar mellan tarmmikrobioten och kroniska inflammatoriska sjukdomar.

"Denna studie tyder på att mikrobiomen utlöser epigenetiska förändringar som kan göra vissa individer mer benägna att tarminflammation, sade huvudutredaren Theresa Alenghat, VMD, Doktorsexamen, Avdelningen för immunobiologi. "Varje persons mikrobiom drivs av genetik såväl som yttre miljöfaktorer, som mat, där vi bor, sällskapsdjur, mammas mikrobiom, etc."

Utförd av ett tvärvetenskapligt forskargrupp av forskare och läkare, grundvetenskap och translationella data i studien kan leda till utveckling av ny diagnostik. Detta inkluderar metoder för att förutsäga vilka nydiagnostiserade patienter som löper högre risk för svår sjukdom. Det kan också ge ledtrådar till bättre terapeutiska behandlingar för IBD.

Histonmetylering

Histoner är proteiner som finns i cellkärnan. De binder till vårt DNA och hjälper till att reglera cellfunktionen. Metylering av histoner är en process genom vilken epigenetiska program kan slå på eller av gener. Forskarna hittade flera gener med förändringar i histonmetylering i tarmcellernas kärna från nydiagnostiserade IBD -patienter. De använde sedan musmodeller för att avgöra vilka av dessa förändringar som kan påverkas av mikrobiota.

Ytterligare analys av celler visade att förändringar av histonmetylering påverkade gener som är involverade i immunreglering, ämnesomsättning, cellöverlevnad och cellsignalering. En betydande del av generna uppvisade nivåer av histonmetylering i samband med svårighetsgraden av inflammation vid IBD.

Forskarna kallar sina uppgifter "kliniskt relevanta". Genom att definiera en epigenetisk signatur i tarmepitelceller av nydiagnostiserade, obehandlade pediatriska IBD -patienter, studien avslöjade tidigare okända vägar som kan ändras tidigt vid IBD. Denna väg kan presentera nya molekylära mål för diagnostisk utvärdering och terapi.

Alenghat sa att ytterligare forskning behövs för att förstå mer om hur dessa vägar fungerar under uppkomsten av IBD. Framtida forskningsinsatser kommer att innebära arbete med musmodeller av IBD, patientprover och humana tarmorganoider-miniatyrmänskliga vävnader som genereras i ett laboratorium med hjälp av stamceller härrörande från patientceller. Dessa steg bör göra det möjligt för forskare att avslöja de olika biologiska processerna som driver denna epigenetiska signatur.

• Studien erbjuder en solid koppling mellan viscerala organ och hjärnans belöning,
• Unga barns orala mikrobioter kan fungera som en tidig indikator på fetma