Un nou estudi aporta informació valuosa sobre la metilació de l’ADN i l’expressió gènica en la població infantil

Un nou estudi liderat per ISGlobal, centre impulsat per la Fundació "la Caixa", identifica associacions entre el patró de metilació de l’ADN i els nivells d’expressió gènica en mostres de sang de nenes i nens. Les troballes, publicades a eLife, proporcionen al personal investigador una poderosa eina per entendre millor l’associació entre les exposicions ambientals primerenques, els canvis epigenètics i les malalties. 

Les cèl·lules d’una mateixa persona comparteixen el mateix ADN però no expressen els mateixos gens. Cada tipus de cèl·lula expressa un conjunt diferent de gens, la qual cosa li permet exercir una funció única. Això està regulat per l’epigenoma, és a dir, les modificacions químiques del genoma (inclosa la metilació de l’ADN) que determinen l’activació o desactivació de gens. A més del seu paper central regulant el desenvolupament, l’epigenoma també permet a les cèl·lules respondre a factors ambientals. En anys recents, nombrosos estudis (denominats estudis d’associació de tot l’epigenoma) han mirat de relacionar l’exposició a factores ambientals amb alteracions en la metilació de l’ADN i malalties. Tanmateix, la majoria de les anàlisis no permeten determinar si aquests llocs metilats afecten l’expressió de gens veïns ni com ho fan. 

"Identificar associacions entre els nivells de metilació de l’ADN i l’expressió de determinats gens podria ajudar-nos a interpretar millor els estudis d’associació de tot l’epigenoma i a entendre els processos biològics que condueixen a la malaltia", afirma Mariona Bustamante, investigadora d’ISGlobal que ha codirigit la recerca juntament amb Carlos Ruiz-Arenas, de la Universitat Pompeu Fabra.

En aquest estudi, l’equip investigador es va proposar identificar les associacions entre els nivells de metilació de l’ADN en determinades regions del genoma i l’expressió dels gens propers (coneguda com a metilació de trets quantitatius d’expressió o eQTM), utilitzant mostres de sang de 832 nens i nenes d’entre 6 i 11 anys de edat, del projecte Human Early Life Exposome (HELIX). En primer lloc, es van avaluar els nivells de metilació i d’expressió gènica en cada mostra. En segon lloc, es va relacionar cada gen amb el lloc o els llocs de metilació més propers. L’anàlisi va identificar gairebé 40.000 associacions significatives entre els nivells de metilació i l’expressió gènica. En la majoria dels casos, el lloc de metilació estava força a prop del gen regulat, i en el 59% dels casos, hi havia una relació inversa entre la metilació i els nivells d’expressió gènica (és a dir, com més gran eren els nivells de metilació, menys expressió gènica es donava). Només el 13,8% de les associacions identificades es van trobar també en persones adultes. "Això era de esperar, ja que se sap que la metilació de l’ADN i la expressió gènica canvien amb l’edat, tot i que també podria deure’s a diferències en el disseny dels estudis ", explica Carlos Ruiz-Arenas, primer autor de l’estudi.

"Els nostres resultats proporcionen un catàleg d’associacions entre metilació i expressió gènica que podria esdevenir una poderosa eina per ajudar els investigadores i les investigadores a interpretar estudis d’associació de tot l’epigenoma en població infantil", assenyala Bustamante. El catàleg està disponible públicament a https://helixomics.isglobal.org/

Referència

Carlos Ruiz-Arenas, Carles Hernandez-Ferrer, Marta Vives-Usano, Sergi Marí, Inés Quintela, Dan Mason, Solène Cadiou, Maribel Casas, Sandra Andrusaityte, Kristine Bjerve Gutzkow, Marina Vafeiadi, John Wright, Johanna Lepeule, Regina Grazuleviciene, Leda Chatzi, Ángel Carracedo, Xavier Estivill, Eulàlia Martí, Geòrgia Escaramís, Martine Vrijheid, Juan R González, Mariona Bustamante. Identification of autosomal cis expression quantitative trait methylation (cis eQTMs) in children’s blood. eLife. 2022;11:e65310 DOI: 10.7554/eLife.65310