Эпигенетические часы обладают потенциалом в качестве биомаркеров реакции на вакцину против COVID-19

Эпигенетические часы обладают потенциалом в качестве биомаркеров реакции на вакцину против COVID-19

Эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК, имеют решающее значение как для иммунного ответа хозяина на инфекцию, вызванную тяжелым острым респираторным синдромом, вызванной коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), так и для патогенеза и тяжести. Прошлые исследования показали, что инфекция SARS-CoV-2 изменяет транскрипционный ландшафт при тяжелом коронавирусном заболевании 2019 (COVID-19). Однако понимание состояний метилирования ДНК хозяина и продольных оценок эпигенетических часов до и после COVID-19 ограничено. Эпигенетические часы – это отдельные паттерны метилирования ДНК, используемые для получения эпигенетических показателей биологического старения.

<img alt=" Исследование: продольное исследование метилирования ДНК и эпигенетических часов до и после подтвержденной тестом вакцинации против COVID-19 и мРНК. Изображение предоставлено: Corona Borealis Studio / Shutterstock "class =" rounded-img "src =" https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_698730_16388956470326907.jpg "style =" width: 1200px; height: 800px; "width =" 1200 "height =" 800 "/>

Исследование: продольное исследование метилирования ДНК и эпигенетических часов до и после подтвержденной тестом вакцинации против COVID-19 и мРНК. Изображение предоставлено: Corona Borealis Studio / Shutterstock

В отсутствие продольных эпигенетических исследований COVID-19 остается неясным, происходят ли все вышеупомянутые изменения в метилировании ДНК у здоровых людей, выздоравливающих после не госпитализированного COVID-19. Кроме того, также остается неизвестным, как эти эпигенетические механизмы влияют на людей после вакцинации мРНК против COVID-19.

Дизайн исследования

В недавней работе, размещенной на сервере предварительной печати medRxiv *, группа исследователей выполнила продольные эпигенетические исследования образцов крови людей, вылечившихся от COVID-19. Они исследовали изменения состояний метилирования ДНК, состава иммунных клеток и эпигенетических часов.

Они изучили продольные изменения метилирования ДНК в крови 21 здорового участника до и после подтвержденного тестами COVID-19 легкой / умеренной степени тяжести в среднем за 8,35 недели. Затем они проанализировали состояние продольного метилирования ДНК, типовой состав иммунных клеток крови и эпигенетические часы 36 здоровых участников до и после получения двух доз вакцинации против COVID-19 на основе мРНК.

Основные выводы

Аберрантное метилирование ДНК, связанное с иммунной дисфункцией, часто связано с инфекцией SARS-CoV-2, и в нескольких прошлых исследованиях сообщалось, что такое отчетливое метилирование ДНК на основе крови является потенциальным биомаркером COVID-19. При наблюдении за изменениями метилирования ДНК в крови, связанными с воздействием COVID-19 у здоровых участников, 261 дифференциально метилированный цитозин-гуаниновый нуклеотид, связанный фосфатом (CpG), был идентифицирован со скорректированным значением P <0,05 с коэффициентом ложного обнаружения (FDR). FDR – это статистический подход, обычно используемый в экспериментах с высокой пропускной способностью для исправления случайных событий, которые ложно кажутся значимыми. Гиперметилирование в этом локисе было связано с геном члена 14 семейства доменов рекрутирования каспаз (CARD14), который кодирует белок, взаимодействующий с В-клеточной лимфомой 10 (BCL10). BCL10 действует как позитивный регулятор апоптоза клеток.

Процентное изменение метилирования ДНК после воздействия COVID-19 указывает на то, что подмножество изменений метилирования ДНК, связанных с воздействием COVID-19, произошло из-за изменений состава клеточного типа.

<img alt=" Изменения метилирования ДНК в крови, связанные с легкой / умеренной COVID-19. а. Дизайн исследования для продольной оценки профилей метилирования ДНК у 21 участника до и после инфекции SARS-CoV-2. б. Манхэттенский график дифференциально метилированных локусов (DML), связанных с COVID-19 легкой / умеренной степени тяжести. c. Гистограмма геномного обогащения COVID-19 DML в 13 различных категоризированных областях генома относительно гена и острова CpG. Гипергеометрический тест, используемый для расчета значения P и отношения нечетности. д-м. Графики COVID-19 DML, отображающие средние уровни метилирования ДНК +/- SEM для CpG, связанных с идентификатором гена. Скорректированное значение P рассчитано с использованием поправки Бенджамини-Хохберга. "Class =" rounded-img "height =" 727 "src =" https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_698730_16389383251818692.jpg "title =" Изменения метилирования ДНК в крови, связанный с COVID-19 легкой / средней степени тяжести. а. Дизайн исследования для продольной оценки профилей метилирования ДНК у 21 участника до и после инфекции SARS-CoV-2. б. Манхэттенский график дифференциально метилированных локусов (DML), связанных с COVID-19 легкой / умеренной степени тяжести. c. Гистограмма геномного обогащения COVID-19 DML в 13 различных категоризированных областях генома относительно гена и острова CpG. Гипергеометрический тест, используемый для расчета значения P и отношения нечетности. д-м. Графики COVID-19 DML, отображающие средние уровни метилирования ДНК +/- SEM для CpG, связанных с идентификатором гена. Скорректированное значение P рассчитано с использованием поправки Бенджамини-Хохберга. "Width =" 1280 "/>
Изменения метилирования ДНК в крови, связанные с легкой / умеренной COVID-19. а. Дизайн исследования для продольной оценки профилей метилирования ДНК у 21 участника до и после инфекции SARS-CoV-2. б. Манхэттенский график дифференциально метилированных локусов (DML), связанных с COVID-19 легкой / умеренной степени тяжести. c. Гистограмма геномного обогащения COVID-19 DML в 13 различных категоризированных областях генома относительно гена и острова CpG. Гипергеометрический тест использовался для расчета P-значения и отношения нечетности. д-м. Графики COVID-19 DML, отображающие средние уровни метилирования ДНК +/- SEM для CpG, связанных с идентификатором гена. Скорректированное значение P рассчитано с использованием поправки Бенджамини-Хохберга.

Примечательно, что дифференциально метилированные CpG, связанные с COVID-19, были обогащены наборами транскрипционных генов, идентифицированными в опубликованных исследованиях SARS-CoV-2 у человека, модели на животных и in vitro инфекционных исследованиях. Эти данные свидетельствуют о том, что эти изменения метилирования ДНК, связанные с COVID-19, также регулируют и модулируют экспрессию генов хозяина в результате инфекции. В совокупности эти результаты подтверждают идею о том, что различные состояния метилирования ДНК хозяина в циркулирующих иммунных клетках служат эпигенетической сигнатурой, специфичной для COVID-19. Однако устойчивость этой эпигенетической сигнатуры COVID-19 остается неясной, и ее необходимо изучить в будущих исследованиях.

<img alt=" DML, связанный с COVID-19, относится к типу иммунных клеток. График коррелограммы биологического возраста, изменение уровней метилирования ДНК для DML, связанного с COVID-19, и изменение предполагаемого типа иммунных клеток после COVID-19. Значимые корреляции отображаются в виде сплошного прямоугольника и отображается коэффициент ранговой корреляции Спирмена. "Class =" rounded-img "height =" 1262 "src =" https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_698730_16389383776497608.jpg "title =" DML, связанный с COVID-19, относится к составу иммунных клеток. График коррелограммы биологического возраста, изменение уровней метилирования ДНК для DML, связанного с COVID-19, и изменение предполагаемого типа иммунных клеток после COVID-19. Значимые корреляции отображаются в виде сплошной рамки и отображается коэффициент ранговой корреляции Спирмена. "Width =" 1280 "/>
DML, связанный с COVID-19, относится к типу иммунных клеток. График коррелограммы биологического возраста, изменение уровней метилирования ДНК для DML, связанного с COVID-19, и изменение предполагаемого типа иммунных клеток после COVID-19. Значимые корреляции отображаются сплошным прямоугольником и отображается коэффициент ранговой корреляции Спирмена.

В отличие от случая естественной инфекции SARS-CoV-2, эпигенетические часы значительно изменились после вакцинации мРНК Pfizer и Moderna против COVID-19 у лиц в возрасте 50 лет и старше. Результаты показали, что основанные на основных компонентах оценки эпигенетических часов PhenoAge и GrimAge значительно увеличились у людей в возрасте 50 лет и старше после заражения в среднем на 2,1 и 0,84 года. Напротив, PCPhenoAge значительно снизился у людей в возрасте 50 лет и младше после заражения в среднем на 2,06 года. Это наблюдаемое расхождение у людей разных возрастных групп позволяет предположить, что эпигенетические часы оценивают вакцинацию до и после COVID-19 были связаны с изменениями состава иммунных клеток, таких как В-клетки и плазмобласты, что подчеркивает потенциальную полезность эпигенетических часов для фиксации ответов на вакцины. .

Заключение

Результаты исследования имеют важное значение для изучения влияния COVID-19 и вакцинации мРНК на эпигенетическое старение в иммунной системе. В будущих исследованиях будет изучено, являются ли изменения, связанные с COVID-19 и мРНК вакцинами, влияющие на эпигенетический возраст, биологически значимыми. Кроме того, они должны будут установить значимость и устойчивость краткосрочных изменений эпигенетического старения. В будущем эпигенетические часы могут служить потенциальным биомаркером реакции на вакцину против COVID-19 и отслеживать потребность в ревакцинации из-за ослабления иммунитета против COVID-19 у пожилых людей.

* Важное примечание

medRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие в клинической практике / поведении, связанном со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link

Related Articles.