Epigenetische Faktoren bei der Entstehung der Erdnuss-/Baumnussallergie

• Antragstellerin: Professorin Dr. Young-Ae Lee
• Fachliche Zuordnung: Klinische Immunologie und Allergologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409525714

Epigenetische Veränderungen sind wichtige Regulationsmechanismen der Genexpression. Im Teilprojekt B2 wollen wir den Einfluss des DNA-Methyloms auf die Erdnuss-/Baumnussallergie aufklären. In einer Querschnittsstudie werden wir Unterschiede im Methylom zwischen Allergikern, die im klinischen Projekt A2 rekrutiert wurden, und nicht-allergischen Kontrollen analysieren, die für die Diagnose und Prädiktion des Krankheitsverlaufs verwendet werden können. Unser Längsschnittansatz soll Veränderungen im Methylom nach der Interventionsstudie von A2 identifizieren, um die der Toleranzinduktion zugrundeliegenden Mechanismen aufzudecken.In der ersten Förderperiode haben wir eine Proof-of-Principle-Analyse mit peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) durchgeführt. Wir haben den experimentellen Ablauf von der PBMC-Isolierung und DNA/RNA-Extraktion über die Arrayprozessierung inklusive Datenverarbeitung bis zu den Assoziationsanalysen und der funktionellen Charakterisierung von differentiell methylierten Positionen (DMPs) und Regionen (DMRs) etabliert. Obwohl aufgrund der COVID-19-Pandemie die Untersuchungen mit einem reduzierten Datensatz durchgeführt wurden, identifizierten wir ein DMP mit genomweiter Signifikanz und eine Reihe von DMP- und DMR-Kandidaten, die mit Immunfunktionen in Verbindung gebracht werden konnten. Interessanterweise wurden zwei der DMRs in einer früheren Studie mit spezifischer IgE-Sensibilisierung assoziiert. Zusätzlich zum Arbeitsprogramm haben wir die In-vitro-Stimulierung von Zellen mit Erdnuss und Haselnussextrakt etabliert, um allergenspezifische Unterschiede der DNA-Methylierung zu untersuchen. Tatsächlich ergab die Querschnittsanalyse eine Zunahme der Methylierungsunterschiede zwischen Patienten und Kontrollen nach Stimulierung der PBMCs und weist auf einen Effekt der DNA-Methylierung hin.Der Schwerpunkt der zweiten Förderperiode liegt auf der Methylom-Analyse bei spezifischen Subpopulationen von PBMCs. Da die DNA-Methylierung in der Regel zelltypspezifisch ist, sollten die Methylierungsunterschiede zwischen Allergikern und Nichtallergikern in isolierten Subpopulationen ausgeprägter sein. Wir werden CD4+ und CD8+ T-Zellen untersuchen, die beide an der allergischen Reaktion und Toleranzentwicklung beteiligt sind. Darüber hinaus werden wir die Längsschnittstudie abschließen, die um die Analyse von allergenspezifisch stimulierten PBMCs erweitert wird. Sowohl die Analyse von PBMC-Subpopulationen als auch die allergenspezifische Stimulierung werden die Identifizierung von Genen, die an Erdnuss-/Baumnussallergie und Toleranzinduktion beteiligt sind, verbessern. Schließlich werden die identifizierten DMRs hinsichtlich ihrer Rolle als Mediatoren von Umweltfaktoren wie dem Mikrobiom, ihrer Beteiligung an der Ausprägung immunologischer Phänotypen und ihrer potenziellen Interaktion mit der miRNA-Expression analysiert.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 339: Nahrungsmittelallergie und Toleranz (Food@)
• Mitverantwortlich: Dr. Ingo Marenholz