Effect of different environmental factors on epigenetic modification in allergy and asthma

In dieser Doktorarbeit wurde die Chromatin Immunoprecipitation zur Anwendung in Kohortstudien etabliert und validiert. Die für die Kohortstudien verwendeten Proben haben in der Regel eine geringe Zellzahl, die routinemäßig eingefroren und für längeren Zeitraum gelagert werden. Dieses Verfahren wurde mit verschiedenen bekannten Validierungsprotokollen validiert. Anschließend wurden mit Hilfe des Chromatin Immunoprecipitation drei verschiedene Kohorten an drei verschiedenen Perspektiven analysiert. In der ersten Kohorte wurde die Wirkung des mütterlichen Folsäure-Status während der Schwangerschaft bei der Acetylierung von TH1, TH2, Treg und TH17 Gen Loci im Nabelschnurblut von CD4+ T-Zellen untersucht. Dazu wird der sehr niedrigen Folsäure-Status mit der sehr hohen Folsäurespiegeln im Blut der Mutter bezüglich der DNA-Methylierung und der Histon-Acetylierung verglichen und untersucht. GATA3 und IL9 wurden an beiden Histonen H3 und H4 in der hoch Folsäuregruppe im Vergleich zur niedrig Folat-Gruppe deutlich mehr acetyliert. Dies bedeutet, dass der Folsäure-Status das Epigenom in Richtung Th2-Phänotyp während der Schwangerschaft verschieben und die Entwicklung der allergischen Erkrankungen später im Leben unterstützen könnte. Auf der anderen Seite, hat die Supplementierung mit Fischöl während der Schwangerschaft andere Wirkungen im Vergleich zu dieser aus Folat gezeigt. Im Gegensatz zur Placebo Gruppe wurde in der Fischöl Gruppe die Acetylierung am IL13 Locus sowohl auf H3 als auch auf H4-Histonen verringert. Parallel dazu, ist die Histon-Acetylierung auf H3-Histon am TBX21 Locus in der Fischöl Gruppe auch gesunken. Dies erweist sich im Einklang mit den Protein und mRNA Daten aus den gleichen Probanden vor 11 Jahren (126). Diese Studie beweist nochmal dass die Entzündungsprozesse durch die im Fischöl enthaltenden ω-3 Fettsäuren zu dämpfen. Fettsäuren können in der Regel zu einer allgemeinen DNA-Hypermethylierung, einschließlich verschiedene inflammatorischen Zytokinen und Genen, durchführen (183). Ob Histonacetylierung durch die gleichen zuvor dargestellten Mechanismen reguliert wird, ist es noch enthüllen. In gleicher Weise wurde ein Vergleich zwischen allergischem Asthmatiker und gesunden Kontrollen durchgeführt. Dieses Bild sieht komplexer aus. Es ist nicht nur ein einzelner Faktor sondern verschiedene Faktoren, die diese epigenetischen Modifikationen verursachen. Nicht alle Allergie / Asthma-Gene wurden in diesem Szenario beeinflusst. Es gab Gene, die anfällig sind. Unter diesen waren IL13 und FOXP3 (FOXP3 Daten sind mit freundlicher Genehmigung aus der Dissertation von Diana Raedler). Beide wurden an Histon H3 in asthmatischen Kindern im Vergleich zu gesunden Kontrollen deutlich mehr acetyliert. Darüber hinaus war die Acetylierung auf Histon H4 an der IL13 Locus auch in den asthmatischen Kindern im Vergleich zu ihren gesunden Kontrollen erhöht. Die durch die Umweltfaktoren veränderten menschlichen Epigenom ist ein Hauptmechanismus der allergischen Krankheitsentwicklung. Folsäure wird als Methyldonor betrachtet. Sie beeinflusst die DNA-Methylierung. In dieser Studie haben wir einen weiteren Effekt von Folsäure entdeckt. Es kann auch die Histonacetylierung als Schlüsselfaktor für den Antrieb des Th2 Phänotyps beeinflussen. Wie dies Methyldonor Folat die Histonacetylierung beeinflusst und verändert ist noch zu klären. Darüber hinaus wird in dieser Studie gezeigt, dass die Fischöl-Supplementierung mit der Histonacetylierung verbunden ist. Dies war mit den später im Leben entwickelten allergischen Krankheiten korreliert. Es bleibt nun die Frage zu klären, wie eine Fettsäure, die in der Regel in Zellmembranen eingebaut wurde, das Epigenom verändert.