Исследование эпигенома позволило обнаружить связи паттернов метилирования ДНК с распространёнными заболеваниями
15 июля 2023Учёные провели исследование ассоциаций эпигенома (EWAS) и обнаружили новые связи паттернов метилирования ДНК с разными заболеваниями. Группа специалистов из Эдинбургского университета (University of Edinburgh) сообщила о более чем 100 ассоциациях между сайтами метилирования ДНК и распространёнными заболеваниями, такими как рак молочной железы, сахарный диабет второго типа, болезни сердечно-сосудистой системы. Результаты работы опубликованы в журнале PLOS Medicine.
Предыдущие эпигеномные исследования были направлены на поиск связи с одним определённым заболеванием в условиях малых выборок, из-за этого многие эпигенетические локусы были упущены. В данной работе осуществлялся поиск эпигеномных ассоциаций для более десяти заболеваний в когорте из 18 413 шотландцев в возрасте от 18 до 99 лет: генетические и медицинские сведения были предоставлены проектом «Scottish people from the Generation Scotland: Scottish Family Health Study» («Здоровье поколений Шотландии»). В ходе исследования все участники дважды прошли анкетирование, с помощью которого отлеживались показатели здоровья.
Учёные провели анализ метилирования в 752 722 CpG участках и создали эпигеномную ассоциативную модель с учётом 14 факторов: возраста, пола, показателей общего анализа крови и образа жизни пациентов. Исследователям удалось выявить ассоциации паттернов метилирования ДНК с 19 заболеваниями.
В частности, было обнаружено 69 ассоциаций (58 из них не были описаны ранее) между уровнем метилирования и распространённостью четырёх заболеваний: рака молочной железы, хронической болезни почек, ишемической болезни сердца и сахарного диабета второго типа. Исследователи отметили, что они не связаны с образом жизни.
По словам учёных, обнаруженные ассоциации позволят выявить неизвестные ранее молекулярные механизмы, лежащие в основе патогенеза заболеваний. Например, рак молочной железы связан с гипометилированием сайта cg06072257, расположенного рядом с геном UBIAD1, кодирующим синтез фермента, который метаболизирует витамин К1 в менахинон (наиболее распространённая форма витамина К2). При низкой экспрессии гена UBIAD1 снижается показатель выживаемости при раке молочной железы и увеличивается риск развития рака мочевого пузыря.
Учёные сравнили полученные результаты с данными предыдущих EWAS и GWAS и обнаружили низкую сходимость, особенно по сравнению с полногеномными ассоциативными исследованиями (GWAS). Вероятно, это связано с тем, что при GWAS анализируются только постоянные генетические факторы, которые не меняются в течение жизни, а при EWAS учитывается скорость репликации и уровни метилирования ДНК, которые могут измениться на 50%-90% в зависимости от факторов окружающей среды. При сравнении результатов с другими EWAS наибольшая воспроизводимость была зафиксирована для рака лёгких, возможно, из-за того, что курение является серьёзным фактором риска и влияет на метилирование ДНК.
В связи с тем, что в исследовании принимали участие люди только европейского происхождения, его результаты могут показать низкую воспроизводимость в других популяциях. Более того, анализ проводился без учёта применяемых лекарственных препаратов, которые могут влиять на метилирование и искажать эпигенетические ассоциации с заболеваниями.
