Pneumologie
Epigenetica en pulmonale pathofysiologie
Het staat buiten kijf dat omgevingsfactoren en medische omstandigheden invloed hebben op de pathogenese van longziektes zoals COPD en astma. Die exogene of patiëntgebonden factoren oefenen hun effect uit via wijziging van de genexpressie (epigenetische veranderingen).
Methylering en demethylering
Epigenetische factoren zijn factoren die de structuur van de chromatine regelen, waardoor de genexpressie verandert zonder wijziging van de structuur van de dubbele helix. Die verandering wordt bij de celdeling overgedragen op de dochtercellen.
De best onderzochte biochemische mechanismen die de genexpressie beïnvloeden zonder de DNA-sequentie te veranderen, zijn methylering en demethylering van loci van het DNA en histonen die meespelen bij allerhande bronchopulmonale aandoeningen.
'Wijzigingen van het methyloom blijken direct te correleren met de spirometrische resultaten'
Recente studies1 uitgevoerd bij rokers met COPD hebben aangetoond dat epigenetische veranderingen meespelen bij de pathogenese van die obstructieve longziekte. Die epigenetische veranderingen werden opgespoord met een bloedafname. Bloed is gemakkelijker te verkrijgen, is weinig variabel en geeft een cellulaire homogeniteit die je niet hebt bij broncho-alveolaire lavage of bronchusbiopsie.
Correlatie ernst luchtwegobstructie
Een meta-analyse van genoomwijde DNA-methylering2 heeft significante verschillen in methylering op de CpG-dinucleotideplaatsen van 1.405 genen vastgesteld bij rokers. Vijf jaar na rookstop waren die epigenetische veranderingen slechts gedeeltelijk verdwenen, wat wijst op afwijkingen van de methylering, die maar gedeeltelijk verdwijnen na rookstop, en een blijvend effect op het exposoom.3
Welke invloed hebben epigenetische veranderingen op de achteruitgang van de longfunctie en de ernst van de aandoening? In meerdere studies zijn duidelijke correlaties vastgesteld tussen de methylering van CpG-plaatsen en de ernst van de luchtwegobstructie. Wijzigingen van het methyloom blijken direct te correleren met de spirometrische resultaten.
Astmalijders
Bij astma zijn soortgelijke correlaties vastgesteld. Er zijn significante verschillen in methylering waargenomen tussen astmalijders en gezonde mensen. Die verschillen correleerden met verschillen in immunologische parameters zoals het aantal eosinofiele cellen, het IgE-gehalte en de productie van de cytokines IL-4 en IL-13.
De epigenetische signatuur speelt ontegensprekelijk mee bij de pathogenese van COPD en astma. Die epigenetische veranderingen kunnen worden opgespoord ruim voor er klinische verschijnselen optreden. Methylering van die plaatsen zou ook een gevoelige en stabiele biomarker kunnen zijn van de levenslange blootstelling aan tabaksrook.
Naar 'epidrugs'?
De epigenetische signatuur zou een enorm diagnostisch, voorspellend en therapeutisch potentieel kunnen hebben. In dat laatste geval spreken we van ‘epidrugs’. Analyse van epigenetische factoren kan ons een beter inzicht geven in de pathogenese en de fundamentele rol van het adaptieve immuunsysteem. Feit is dat het epigenoom nog niet al zijn geheimen heeft prijsgegeven.
Referenties en opmerkingen:
1. Ritzmann F, et al. Role of Epigenetics in Chronic Lung Disease. Cells. 2025;14(4):251; Agustí A, et al. Pathogenesis of COPD: understanding the contributions of gene-environment interactions. Lancet Respir Med. 2022;10(5):512-524.
2. Joehanes R, et al. Epigenetic Signatures of Cigarette Smoking. Circ Cardiovasc Genet. 2016;9(5):436-447.
3. Exposoom: het geheel van blootstellingen aan de omgeving die een individu ondergaat van bij de bevruchting tot het einde van zijn leven en die invloed hebben op zijn gezondheidstoestand.