Эпигенетика аллергии

Основные положения:

• Эпигенетические модификации приводят к изменениям в экспрессии генетического материала и происходят в результате трех процессов: метиляция ДНК, модификация гистона, микро RNA опосредованные изменения.
• Как генетические, так и эпигенетические признаки наследуются с делением клеток и могут персистировать из поколения в поколение, что частично связано с увеличением распространенности АЗ.
• Гены в иммунных клетках, ответственные за заболевание, могут эпигенетически модифицироваться под влиянием окружающей среды, диеты, микробиоты.
• Близнецы с разным астматическим статусом имеют разные эпигенетические признаки на ключевых генах в своем геноме.

Эпигенетика - это изучение изменений в генной активности, не вызванных изменениями в ДНК последовательности. Она включает в себя модификации в структуре, поддерживающей ДНК, которая называется гистоном. Модификация гистона (присоединение или удаление ацетиловых групп) определяет  накопление ДНК и способность клеток к доступу и чтению соответственной последовательности. ДНК может быть модифицирована непосредственно добавлением метиловой группы к цитокиновым основам, что может ограничить доступ к ДНК для транскрипции в mRNA. Также генная экспрессия может регулироваться на пост-транскрипционном уровне с помощью mRNA.

Многие факторы окружающей среды могут регулировать генную экспрессию по этим механизмам. Одной из основных характеристик эпигенетических изменений является то, что они передаются дочерним клеткам при делении и могут иметь продолжительное влияние на клеточную функцию.

Значение эпигенетики в определении аллергического фенотипа было продемонстрировано в исследованиях близнецов, в которых один из близнецов болел астмой, а другой нет. Близнецы астматики имели образец метиляции ДНК, который отличался от образца метиляции у здоровых близнецов. У астматиков наблюдалась повышенная метиляция и сниженная экспрессия FOXP3 гена, который играет роль в противовоспалительной функции регуляторных Т клеток. Также они имели пониженную функцию неаллергенных Т клеток через метиляцию INF-гамма гена.

Далее, есть доказательства того, что эпигенетические признаки могут передаваться от родителей к детям через поколения с кумулятивным эффектом, что объясняет эпидемиологию АЗ. На уровне популяции аллергическая сенсибилизация возникала волнами. Первая волна характеризовалась аллергическим ринитом и астмой в промышленных развитых странах (США, Великая Британия, Австралия) более 50 лет назад. Вторая волна - это пищевая аллергия. Интересно, что развивающиеся страны сейчас переживают только первую волну. Это подразумевает, что такие факторы, как загрязнение окружающей среды, диета, стиль жизни могут влиять на эпигенетические изменения в разных странах мира и определять тот или иной аллергический фенотип.

Источник: Global Atlas of Allergy, Editors C. A. Akdis, I. Agache. published by European Academy of Allergy and Clinical Immunology, 2014.

R. Sh. Chinthrajah, K. Vu, M. Tavassoli, K. C. Nadeau. Epigenetics of Allergy