Epigenetic analysis of cell-free dna as a tool to study pathogenesis and maternal syndrome of preeclampsia

Resumen

El ADN libre circulante (ADNlc) ha surgido como una valiosa fuente de información en el campo de la biomedicina. En concreto, la existencia de diferencias epigenéticas en el ADNlc entre individuos sanos y enfermos evidencia la utilidad del estudio de estas marcas y su potencial aplicación en enfermedades que no conllevan mutaciones del ADN. La preeclampsia es una complicación del embarazo considerada una de las principales causas de muerte materna alrededor del mundo. A pesar de su gran importancia, su fisiopatología todavía no se conoce con exactitud. Este síndrome representa un modelo de patología sistémica en la que, además de verse comprometida la salud del feto, los efectos sobre la madre implican una respuesta inflamatoria generalizada, hipertensión y daños hepático y renal. Por esta razón, consideramos que la preeclampsia podría servir como modelo para evaluar el potencial de la secuenciación del ADNlc metilado con el fin de descubrir de cambios epigenéticos específicos de enfermedad. Basándonos en esto, nuestra hipótesis es que existen diferencias de metilación en el ADNlc en mujeres embarazadas control y con preeclampsia grave (sPE, del inglés), reflejando las respuestas sistémicas propias de la patología. Por tanto, el objetivo de este estudio es comparar la metilación del ADNlc entre ambos grupos, para ello utilizamos la secuenciación del ADN previamente capturado utilizando una proteína de unión a metilcitosina (del inglés, MBD-seq). Nuestros resultados revelaron la existencia de regiones diferencialmente metiladas (DMRs, del inglés) entre los grupos de estudio. La anotación mostró un enriquecimiento en promotores e islas CpG entre las regiones hipermetiladas en sPE. Los análisis funcionales revelaron la presencia de cambios de metilación en genes involucrados en rutas previamente relacionadas con la preeclampsia. Además, el análisis de asociación gen-enfermedad mostró cambios en genes relacionados con los síntomas de preeclampsia, así como con algunas de sus secuelas a largo plazo. Entre las DMRs cabe resaltar la presencia de cambios gen-específicos que podrían ser utilizados en el futuro para el desarrollo de biomarcadores, como los detectados en el gen eNOS. Por otro lado, llevamos a cabo un análisis de los tamaños de las moléculas de ADNlc metilado. Encontramos un enriquecimiento en fragmentos pequeños asociado a sPE. El hecho de que este cambio correlacione negativamente con la fracción fetal podría indicar que es debido a un aumento en la contribución materna al ADNlc como respuesta al estado patológico, apoyando estudios publicados anteriormente. En conclusión, nuestros resultados resaltan el potencial del análisis de la metilación del ADNlc en el estudio de la preeclampsia, así como el de la contribución de los distintos tejidos al ADNlc en dicha patología. Además, el descubrimiento de tales diferencias abre la puerta a su estudio en otras patologías sistémicas.