A window of opportunity: Prevention of epigenetic programming of asthma

  • Naam promovendus: prof Dr G.H. Koppelman
  • Instituut Universiteit: UMCG

Wanneer we voor elk van de levensfasen weten hoe de leefomgeving astma en longfunctie op 16 jarige leeftijd beïnvloedt, kunnen we adviezen voor preventie beter afstemmen op die levensfasen: consultatiebureaus of basisscholen kunnen dan bijvoorbeeld nadruk leggen op de adviezen die voor die specifieke leeftijdsgroep van belang zijn.

Kinderen met astma hebben een grotere kans om later in hun leven een verminderde longfunctie te hebben dan hun leeftijdsgenoten zonder astma. Kinderen met astma in de familie krijgen zelf ook vaker astma. Verder kunnen leefstijl en leefomgeving de kans op astma verminderen of juist vergroten. Al tijdens de zwangerschap en in de babytijd hebben sigarettenrook en luchtverontreiniging een invloed op de (groei van) longinhoud en op het ontstaan van astma.

Wanneer kinderen zich ontwikkelen van baby, peuter en kleuter, naar schoolgaande kinderen en pubers, verandert hun leefomgeving. Waarschijnlijk is de invloed hiervan op de ontwikkeling van astma en longfunctie verschillend per levensfase. Bovendien weten we dat omgevingsfactoren het erfelijk materiaal kunnen activeren of stilleggen, dit zijn de zogenaamde epigenetische veranderingen. Deze epigenetische veranderingen kunnen blijvende effecten hebben op de werking van weefsels en organen, in het bijzonder de bekledende cellen van de luchtwegen (het luchtwegepitheel).

In de PIAMA-studie die in 1996 is gestart bij bijna 4000 kinderen, kunnen we licht werpen op deze vragen. In de PIAMA studie hebben we vanaf de zwangerschap bijna ieder jaar gegevens verzameld over zowel de leefomgeving als de ontwikkeling van astma en de longfunctie tot de leeftijd van 16 jaar.

In dit voorstel gaan we onderzoeken:
- wat de invloed is van de leefomgeving, namelijk (passief) roken, luchtverontreiniging, schimmels in huis, endotoxine en huisdieren tijdens babytijd, kleutertijd, vroege schooltijd en vroege puberteit op de aanwezigheid van astma en verminderde longfunctie op 16-jarige leeftijd
- wat de invloed is van deze omgevingsfactoren op de epigenetische veranderingen van de erfelijkheid in de bekledende cellen van de luchtweg (het neus epitheel)
- en hoe deze epigenetische veranderingen samen met de erfelijke aanleg de expressie van genen in het luchtwegepitheel beïnvloeden, en of dit het risico op astma verminderde longfunctie zou kunnen vergroten.

Wanneer we voor elk van de levensfasen weten hoe de leefomgeving astma en longfunctie op 16 jarige leeftijd beïnvloedt, kunnen we adviezen voor preventie beter afstemmen op die levensfasen: consultatiebureaus of basisscholen kunnen dan bijvoorbeeld nadruk leggen op de adviezen die voor die specifieke leeftijdsgroep van belang zijn.

Abstract

Children with asthma are at risk to develop a lung function deficit in adulthood. Risk factors for asthma and lung function impairment operate already in utero and in infancy, critical periods for lung development. There is ample evidence that environmental exposures during different stages of childhood will affect the risk of asthma and lung function impairment later in life. In each stage of childhood these factors may have a different impact on health.

It is becoming increasingly clear that environmental factors, such as air pollution, (passive) smoking, and indoor exposures like endotoxin may cause epigenetic modifications of our DNA. The respiratory epithelium acts as the first line of defence against inhaled environmental stimuli, and important asthma genes are expressed in the epithelium. However, it is unknown how epigenetic programming regulates airway epithelial gene expression in asthma and lung function development, and if this interacts with DNA polymorphisms.

This project will investigate if environmental exposures during different stages of childhood (in utero / infancy, preschool, school and early adolescence) affect asthma risk and lung function impairment. We will do so by analyzing data from the PIAMA birth cohort collected up to and including age 16. We will determine if environmental factors result in changes in DNA methylation of airway epithelial cells at age 16 and subsequently link DNA methylation to DNA polymorphisms and gene expression in these nasal epithelial cells.

This opens a new perspective on asthma prevention, in particular since each stage of childhood has its specific setting for prevention. Our multidisciplinary approach will integrate the environment, DNA polymorphisms, DNA methylation in the respiratory epithelium, and their effect on gene transcription in the same children. Through this approach, we aim to determine causal networks that are active in the airway epithelium leading to asthma and lung function deficit in childhood.

  • Bedrag:
    780.666,00
  • Looptijd:
    4 jaar,
  • Soort subsidie:
    Research Project
  • Andere aanvragers/partners:
    Mevrouw Dr L.A.M. Smit
    Mevrouw A.H. Wijga
  • Projectnummer:
    4.1.14.001