Das Prinzip der Epigenetischen Immunzell Quantifizierung

DNA Methylierung ist ein epigenetisches Phänomen, das für die zelltyp-spezifische Expression von Genen verantwortlich ist.

Im Jahr 2007 identifizierten Wissenschaftler der Epiontis GmbH (Berlin, Deutschland) genomische Regionen, die in FOXP3+ regulatorischen T-Zellen (Treg)1)  spezifisch de-methyliert sind (d.h. keine DNA-Methylierung aufweisen).

Regulatorische T-Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Immunsystems, um ein Gleichgewicht zwischen der Abwehr "fremder" und dem Schutz "eigener" Zellen im Körper zu gewährleisten.

Epiontis-Wissenschaftler entwickelten daraufhin quantitative real-time PCR (qPCR)-Tests zur Zählung von Treg-Zellen, indem sie DNA aus menschlichen Proben extrahierten und die isolierte DNA einer epigenetischen qPCR2) unterzogen. 

Die Zählung von Treg-Zellen (und anderen Immunzellen) ist wichtig, um den Immunstatus von Patienten mit z.B. Autoimmunerkrankungen oder vererbten Störungen des Immunsystems zu bestimmen3).

 

Anders als in der gegenwärtigen klinischen Praxis erfordert die epigenetische Quantifizierung von Immunzellen keine frische Blutprobe aus der Vene, sondern kommt mit einem Tropfen Blut aus, der entweder frisch, auf einem Filterpapier getrocknet oder gefroren zur Analyse an ein Labor geschickt werden kann. Daneben ist die epigenetische Methode auch zur Quantifizierung von Immunzellen in Gewebe geeignet.

Inzwischen wurden mehr als 20 immunzell-spezifische epigenetische qPCR-Assays etabliert und in mehr als 100 klinischen Studien mit pharmazeutischen Unternehmen erfolgreich eingesetzt.

Es konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse der epigenetischen qPCR mit den Ergebnissen der Durchflusszytometrie - dem derzeitigen Standard für die Auszählung von Immunzellen in menschlichen Proben4) - vergleichbar sind. 

Basierend auf diesem starken Fundament entwickelt Epimune in-vitro diagnostische Testprodukte auf der Basis der epigenetischen qPCR für vielfältige klinische Anwendungen.

Literatur

  1. Baron U, Floess S, Wieczorek G, Baumann K, Grützkau A, Dong J, Thiel A, Boeld TJ, Hoffmann P, Edinger M, Türbachova I, Hamann A, Olek S, Huehn J. DNA demethylation in the human FOXP3 locus discriminates regulatory T cells from activated FOXP3(+) conventional T cells. Eur J Immunol. 2007 Sep;37(9):2378-89. PubMed PMID: 17694575

  2. Wieczorek G, Asemissen A, Model F, Turbachova I, Floess S, Liebenberg V, Baron U, Stauch D, Kotsch K, Pratschke J, Hamann A, Loddenkemper C, Stein H, Volk HD, Hoffmüller U, Grützkau A, Mustea A, Huehn J, Scheibenbogen C, Olek S. Quantitative DNA methylation analysis of FOXP3 as a new method for counting regulatory T cells in peripheral blood and solid tissue. Cancer Res. 2009 Jan 15;69(2):599-608. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-08-2361. PubMed PMID: 19147574

  3. Cepika AM, Sato Y, Liu JM, Uyeda MJ, Bacchetta R, Roncarolo MG. Tregopathies: Monogenic diseases resulting in regulatory T-cell deficiency. J Allergy Clin Immunol. 2018 Dec;142(6):1679-1695. doi: 10.1016/j.jaci.2018.10.026. Review. PubMed PMID: 30527062

  4. Baron U, Werner J, Schildknecht K, Schulze JJ, Mulu A, Liebert UG, Sack U, Speckmann C, Gossen M, Wong RJ, Stevenson DK, Babel N, Schürmann D, Baldinger T, Bacchetta R, Grützkau A, Borte S, Olek S. Epigenetic immune cell counting in human blood samples for immunodiagnostics. Sci Transl Med. 2018 Aug 1;10(452). pii: eaan3508. doi: 10.1126/scitranslmed.aan3508. PubMed PMID: 30068569

Liste von Publikationen, die die Quantifizierung epigenetischer Immunzellen und ihre Anwendungen beschreiben:

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Publikationsliste (JAN 2020)
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