Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Журнал "Гастроэнтерология" Том 58, №4, 2024

Вернуться к номеру

Оцінка глобального метилювання ДНК, рівнів гомоцистеїну та вітаміну B12 у пацієнтів із целіакією

Авторы: Farah Tareq Yaseen, Rakad M.Kh. Al-Jumaily
Department of Biology, College of Science, University of Baghdad, Baghdad, Iraq

Рубрики: Гастроэнтерология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Целіакія — це імуноопосередковане захворювання, спричинене непереносимістю глютену в генетично сприйнятливих осіб, що характеризується хронічним запаленням, яке здебільшого вражає тонкий кишечник. Мета: оцінити потенційну роль деяких серологічних біомаркерів, включаючи вітамін B12 і гомоцистеїн (HCY), у прогресуванні целіакії, а також їхній зв’язок із глобальним метилюванням ДНК (5mC). Матеріали та методи. У дослідження включено 40 пацієнтів середнім віком (36,60 ± 2,03) року (діапазон від 15 до 60), які страждали на целіакію. Діагноз підтверджено серологічними дослідженнями та кишковою ендоскопією в Gastroenterology and Liver Teaching Hospital (Medical City Hospital, Багдад). Крім того, 40 здорових осіб середнім віком (32,22 ± 1,97) року (діапазон від 16 до 59) увійшли в контрольну групу. Рівень серологічних біомаркерів у сироватці крові перевіряли за допомогою імуноферментного аналізу. Також було оцінено ДНК, виділену з цільної крові, і рівні 5mC. Результати. Аналіз серологічних біомаркерів показав, що середній вміст вітаміну B12 значно знижується у хворих на целіакію порівняно зі здоровими особами контрольної групи: (109,80 ± 2,53) та (143,65 ± 2,36) пг/мл. Крім того, продемонстровано вірогідне збільшення HCY у пацієнтів із целіакією відносно здорового контролю — (10,60 ± 0,41) і (3,92 ± 0,23) мкмоль. Результати глобального метилювання ДНК показали значне зниження (P ≤ 0,01) у зразках крові пацієнтів із целіакією (0,435 ± 0,020) порівняно з контрольною групою (0,594 ± 0,040). Висновки. Результати цього дослідження свідчать, що відмінності в рівнях глобального метилювання ДНК можуть використовуватися як фактор ризику розвитку целіакії, що вказує на участь вітаміну B12 і HCY у прогресуванні хвороби.

Celiac disease (CD) is an immune-mediated disorder caused by gluten in genetically susceptible individuals characterized by chronic inflammation that essentially affects the small intestine. Objective: this study was designed to measure the potential role of some serological biomarkers including vitamin B12 and homocysteine (HCY) in the progression of CD as well as their relations to global DNA methylation (5mC). Materials and methods. Forty CD patients were enrolled in the study with an average age of (36.60 ± 2.03) years (range between 15 and 60). The diagnosis of the disease was confirmed by serological examinations and intestinal endoscopy in Gastroenterology and Liver Teaching Hospital in the Medical City Hospital in Baghdad city. Also, 40 healthy subjects were included in this study as control group with an average age of (32.22 ± 1.97) years (range between 16 and 59). The blood serum was checked for serological biomarker levels using an enzyme-linked immunosorbent assay. Also, DNA extracted from whole blood and the levels of 5mC were evaluated. Results. The analysis of serological biomarker data has shown that the mean vitamin B12 significantly decreases in CD patients compared to healthy controls: (109.80 ± 2.53) and (143.65 ± 2.36) pg/ml. Also, the results demonstrated a significant increase in HCY in CD patients compared to healthy controls — (10.60 ± 0.41) and (3.92 ± 0.23) umol. The results of global DNA methylation showed a highly significant decrease (P ≤ 0.01) in blood samples of patients with celiac disease (0.435 ± 0.020) vs. controls (0.594 ± 0.040). Conclusions. The findings of this study suggest that the differences in global DNA methylation levels may be used as a risk factor for developing CD, which indicates the involvement of vitamin B12 and HCY in CD progression.


Ключевые слова

целіакія; гомоцистеїн; вітамін B12; метилювання ДНК

celiac disease; homocysteine; vitamin B12; DNA methylation


Для ознакомления с полным содержанием статьи необходимо оформить подписку на журнал.


Список литературы

  1. Sahin Y, Sevinc E, Bayrak NA, et al. Knowledge regarding celiac disease among healthcare professionals, patients and their caregivers in Turkey. World Journal of Gastrointestinal Pathophysiology. 2022;13(6):178. doi: 10.4291/wjgp.v13.i6.178.
  2. Volta U, Caio G, Stanghellini V, De Giorgio R. The changing clinical profile of celiac disease: a 15-year experience (1998–2012) in an Italian referral center. BMC Gastroenterology. 2014 Dec;14:1-8. doi: 10.1186/s12876-014-0194-x.
  3. Bai JC, Fried M, Corazza GR, et al. World Gastroenterology Organisation global guidelines on celiac disease. J Clin Gastroenterol. 2013;47(2):121-126. doi: 10.1097/MCG.0b013e31827a6f83.
  4. Leonard MM, Sapone A, Catassi C, Fasano A. Celiac Disease and Nonceliac Gluten Sensitivity: A Review. JAMA. 2017;318(7):647-656. doi: 10.1001/jama.2017.9730.
  5. Alkhiari R. Psychiatric and Neurological Manifestations of Celiac Disease in Adults. Cureus. 2023 Mar 3;15(3):e35712. doi: 10.7759/cureus.35712.
  6. Schuppan D, Junker Y, Barisani D. Celiac disease: from pathogenesis to novel therapies. Gastroenterology. 2009;137(6):1912-1933. doi: 10.1053/.2009.09.008.
  7. Anderson RP. Innate and adaptive immunity in celiac di–sease. Curr Opin Gastroenterol. 2020;36(6):470-478. doi: 10.1097/MOG.0000000000000672.
  8. Hadithi M, Mulder CJ, Stam F, Azizi J, Crusius JB, et al. Effect of B vitamin supplementation on plasma homocysteine levels in celiac disease. World J Gastroenterol. 2009 Feb 28;15(8):955-60. doi: 10.3748/wjg.15.955.
  9. Mathew AR, Di Matteo G, La Rosa P, Barbati SA, Mannina L, et al. Vitamin B12 Deficiency and the Nervous System: Beyond Metabolic Decompensation — Comparing Biological Models and Gaining New Insights into Molecular and Cellular Mechanisms. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25(1):590. doi: 10.3390/ijms25010590.
  10. Krasteva ME. Environmental Stress, Epigenetic Modifications, Adaptation, and Disease: A Fine Interplay. Intech Open; 2024. doi: 10.5772/intechopen.1004285.
  11. Fernandez-Jimenez N, Garcia-Etxebarria K, Plaza-Izurieta L, et al. The methylome of the celiac intestinal epithelium harbours genotype-independent alterations in the HLA region. Sci Rep. 2019;9:1298. doi: 10.1038/s41598-018-37746-6.
  12. Do C, Dumont ELP, Salas M, et al. Allele-specific DNA methylation is increased in cancers and its dense mapping in normal plus neoplastic cells increases the yield of disease-associated regulatory SNPs. Genome Biol. 2020;21(1):153. doi: 10.1186/s13059-020-02059-3.
  13. Ivanova M, Bottiglieri L, Sajjadi E, Venetis K, Fusco N. Malignancies in Patients with Celiac Disease: Diagnostic Challen–ges and Molecular Advances. Genes. 2023;14(2):376. doi: 10.3390/genes14020376.
  14. Cielo D, Galatola M, Fernandez-Jimenez N, et al. Combined Analysis of Methylation and Gene Expression Profiles in Separate Compartments of Small Bowel Mucosa Identified Celiac Disease Patients’ Signatures. Sci Rep. 2019;9(1):10020. doi: 10.1038/s41598-019-46468-2.
  15. Hearn NL, Chiu CL, Lind JM. Comparison of DNA methy–lation profiles from saliva in coeliac disease and non-coeliac di–sease individuals. BMC Med Genomics. 2020;13(1):16. doi: 10.1186/s12920-020-0670-9.
  16. Ciacci C, Cirillo M, Sollazzo R, et al. Gender and clinical presentation in adult celiac disease. Scandinavian Journal of Gastroentero–logy. 1995 Jan 1;30(11):1077-81. doi: 10.3109/00365529509101610.
  17. Lima RF, Maria da Silva Kotze L, Kotze LR, Chrisostomo KR, Nisihara R. Gender-Related Differences in Celiac Patients at Diagnosis. Arch Med Res. 2019;50(7):437-441. doi: 10.1016/j.arcmed.2019.11.007.
  18. Bai D, Brar P, Holleran S, Ramakrishnan R, Green PH. Effect of gender on the manifestations of celiac disease: evidence for greater malabsorption in men. Scand J Gastroenterol. 2005;40(2):183-187. doi: 10.1080/00365520510011498.
  19. Trovato CM, Raucci U, Valitutti F, et al. Neuropsychiatric manifestations in celiac disease. Epilepsy Behav. 2019;99:106393. doi: 10.1016/j.yebeh.2019.06.036.
  20. Al-Saadi HA, Abid AH. Celiac disease in Karbala. Journal of Kerbala University. 2009;7:51-61.
  21. Obaid RM, Yaseen FT, Salim AK. Correlation between vitamin D3 (cholecalciferol) and thyroid diseases in Iraqi patients. Indian Journal of Forensic Medicine & Toxicology. 2020;14(4):3379-3382.
  22. Saibeni S, Lecchi A, Meucci G, et al. Prevalence of hyperhomocysteinemia in adult gluten-sensitive enteropathy at diagnosis: role of B12, folate, and genetics. Clinical Gastroenterology and Hepatology. 2005 Jun 1;3(6):574-80. doi: 10.1016/S1542-3565(05)00022-4.
  23. Dahele A, Ghosh S. Vitamin B12 deficiency in untrea–ted celiac disease. Am J Gastroenterol. 2001;96(3):745-750. doi: 10.1111/j.1572-0241.2001.03616.x.
  24. Valente FX, Campos TN, Moraes LFS, et al. B vitamins related to homocysteine metabolism in adults celiac disease patients: a cross-sectional study. Nutr J. 2015;14:110. doi: 10.1186/s12937-015-0099-8.
  25. Santilli F, Davì G, Patrono C. Homocysteine, methylenetetrahydrofolate reductase, folate status and atherothrombosis: A mecha–nistic and clinical perspective. Vascul Pharmacol. 2016;78:1-9. doi: 10.1016/j.vph.2015.06.009.
  26. Deloughery TG, Evans A, Sadeghi A, et al. Common mutation in methylenetetrahydrofolate reductase. Correlation with homocysteine metabolism and late-onset vascular disease. Circulation. 1996;94(12):3074-3078. doi: 10.1161/01.cir.94.12.3074.
  27. Jacques PF, Bostom AG, Selhub J, et al. Effects of polymorphisms of methionine synthase and methionine synthase reductase on total plasma homocysteine in the NHLBI Family Heart Study. Atherosclerosis. 2003;166(1):49-55. doi: 10.1016/s0021-9150(02)00204-6.
  28. Casella G, Bassotti G, Villanacci V, Di Bella C, Pagni F, et al. Is hyperhomocysteinemia relevant in patients with celiac disease? World J Gastroenterol. 2011 Jun 28;17(24):2941-4. doi: 10.3748/wjg.v17.i24.2941.
  29. Zanini B, Mazzoncini E, Lanzarotto F, et al. Impact of gluten-free diet on cardiovascular risk factors. A retrospective analysis in a large cohort of coeliac patients. Dig Liver Dis. 2013;45(10):810-815. doi: 10.1016/j.dld.2013.04.001.
  30. Hallert C, Grant C, Grehn S, et al. Evidence of poor vitamin status in coeliac patients on a gluten-free diet for 10 years. Aliment Pharmacol Ther. 2002;16(7):1333-1339. doi: 10.1046/j.1365-2036.2002.01283.x.
  31. Dickey W, Ward M, Whittle CR, et al. Homocysteine and related B-vitamin status in coeliac disease: Effects of gluten exclusion and histological recovery. Scand J Gastroenterol. 2008;43(6):682-688. doi: 10.1080/00365520701881118.
  32. De Marchi S, Chiarioni G, Prior M, Arosio E. Young adults with coeliac disease may be at increased risk of early atherosclerosis. Aliment Pharmacol Ther. 2013;38(2):162-169. doi: 10.1111/apt.12360.
  33. Smith ZD, Meissner A. DNA methylation: roles in mammalian development. Nat Rev Genet. 2013;14(3):204-220. doi: 10.1038/nrg3354.
  34. Al-Rubaye RH, Al-Jumaily RMK. Evaluation of oxidative stress activity and the levels of homocysteine, vitamin B12, and DNA methylation among women with breast cancer. J Adv Biotechnol Exp Ther. 2023;6(1):149-160. doi: 10.5455/jabet.2023.d114.
  35. Hussein NAK, Al-Sarray, B. Deep Learning and Machine Learning via a Genetic Algorithm to Classify Breast Cancer DNA Data. Iraqi Journal of Science. 2022;63(7):3153-3168.
  36. Al-Jumaily RM, Al-Sheakli II, Muhammed HJ, Al-Ru–baii BA. Gene expression of Interleukin-10 and Foxp3 as critical biomarkers in rheumatoid arthritis patients. Biomedicine. 2023;43 (4):1183-7. doi: 10.51248/.v43i4.3107.
  37. Diosdado B, Buffart TE, Watkins R, et al. High-resolution array comparative genomic hybridization in sporadic and celiac disease-related small bowel adenocarcinomas. Clin Cancer Res. 2010;16(5):1391-1401. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-09-1773.
  38. Rizzo F, Vanoli A, Sahnane N, et al. Small-bowel carcinomas associated with celiac disease: transcriptomic profiling shows predominance of microsatellite instability-immune and mesenchymal subtypes. Virchows Arch. 2020;476(5):711-723. doi: 10.1007/s00428-019-02675-w.
  39. Lafta FM, Al-Jumaily RM, Rasoul LM. Global DNA methy–lation levels in Epstein-Barr-Virus-positive Iraqi patients with acute lymphoblastic leukaemia. Iraqi Journal of Science. 2023 Feb 28;1109-18. doi: 10.24996/ijs.2023.64.3.7.
  40. Bergmann F, Singh S, Michel S, et al. Small bowel adenocarcinomas in celiac disease follow the CIM-MSI pathway. Oncol Rep. 2010;24(6):1535-1539. doi: 10.3892/or_00001015.

Вернуться к номеру