Dans une étude récente publiée dans le Journal d’allergologie expérimentale et d’immunologie clinique, les chercheurs ont examiné la génomique, la transcriptomique et l’épigénétique des exacerbations de l’asthme (EI).
Les EI sont des épisodes de symptômes aggravants qui peuvent être sévères, justifiant un changement de traitement. Bien que plusieurs définitions aient été rapportées dans la littérature pour les événements EI, généralement, les événements EI comprennent les visites aux urgences associées à l’asthme, les hospitalisations et l’utilisation de corticostéroïdes systémiques. Les EI représentent un problème de santé publique important et sont prioritaires dans la recherche sur l’asthme.
Environ 4 000 décès surviennent chaque année aux États-Unis (US) et 15 000 au Royaume-Uni (UK). Les dépenses annuelles de soins de santé pour l’asthme coûtent environ 50,3 milliards de dollars aux États-Unis et 1,1 £ au Royaume-Uni. Les coûts indirects de l’asthme (absences à l’école/au travail) contribuent davantage à l’impact économique de l’asthme. De plus, les EI affectent significativement la qualité de vie (QdV) des personnes asthmatiques et de leurs soignants.
Il est essentiel d’identifier les biomarqueurs/prédicteurs pertinents des EI pour guider la prévention/réduction des EI. Les preuves suggèrent des différences ethniques dans les modèles d’EI à travers le monde. Les Portoricains et les Afro-Américains aux États-Unis affichent des taux d’EI plus élevés, tandis que les pays d’Europe du Sud ont des taux d’EI plus élevés.
Dans la présente revue, les chercheurs ont discuté des dernières découvertes des études Omics sur les EI et évalué les défis méthodologiques associés. La base de données PubMed a été recherchée pour des études génomiques, transcriptomiques et épigénétiques sur les EI en utilisant plusieurs termes clés. Les revues, les articles d’opinion, les éditoriaux, les études impliquant des lignées animales/cellulaires et ceux sans associations Omiques/gène candidat avec les EI ont été exclus.
Études d’association génétique des EI
De nombreuses études d’association gène candidat-AE se sont concentrées sur les polymorphismes dans les gènes impliqués dans l’asthme ou les voies virales. La première étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) sur l’asthme a identifié des variants au niveau du chromosome 17q12-21, avec des effets plus significatifs chez les enfants que chez les adultes. Les interactions gène-environnement (GxE) et les variations génétiques du chromosome 17q12-21 ont été explorées concernant les EI.
Des études ont identifié des associations entre de nombreux variants 17q12-21 et l’expression de gènes voisins dans les cellules épithéliales bronchiques. De nombreuses variantes sont également situées dans des sites de liaison pour les facteurs de régulation de l’interféron (IFN), suggérant des effets via des voies antivirales. Un GWAS a révélé une association entre l’antigène leucocytaire humain (HLA) DQ Beta 1 (DQB1) lié à l’asthme et les EI chez les enfants hispaniques/latinos et les adultes britanniques.
Bien que la plupart des AE GWAS aient été menées sur des Européens, les efforts de recherche ont récemment élargi la diversité et la représentation ethniques. La plus grande méta-analyse GWAS d’enfants hispaniques/latinos atteints d’EI graves a révélé une GWA significative dans LINC03033un long ARN non codant (lncRNA) impliqué dans le remodelage des voies respiratoires et la différenciation des myofibroblastes.
Dernièrement, une méta-analyse multi-ascendance AE GWAS a rapporté deux variantes suggestives associées à la méthylation de l’ADN sanguin ou à l’expression de gènes impliqués dans la défense et l’inflammation de l’hôte. Le GWAS pharmacogénomique (PGWAS) des EI a révélé des variantes de sensibilité pour la réponse aux bêta-2 agonistes à longue durée d’action (BALA) et aux corticostéroïdes inhalés (ICS).
Plusieurs études ont rapporté que les régions génomiques abritant les locus associés aux EI chez les enfants prenant des CSI sont impliquées dans la réactivité des bronchodilatateurs, la fonction pulmonaire de base et les réponses aux infections virales. De même, des études de cartographie des mélanges ont découvert des variants génétiques associés à la réponse bronchodilatatrice, à la fonction pulmonaire, à l’asthme et aux niveaux d’immunoglobuline E (IgE).
Études épigénétiques et transcriptomiques des EI
La méthylation de l’ADN, les ARN non codants (ARNnc) et les modifications des histones sont les principaux mécanismes épigénétiques qui régulent de manière synergique l’expression des gènes. Une étude a noté une association d’une méthylation plus élevée de l’ADN du sang de cordon de l’interleukine 2 (IL2) promoteur avec hospitalisations et EI liés à l’asthme. Les micro-ARN (miARN) sont de petits ARNnc qui régulent de nombreux processus cellulaires. Sept études ont évalué le rôle des miARN dans les EI.
Un groupe de recherche a signalé une régulation négative de miR-1 dans l’asthme au stade aigu, ce qui était significativement plus prédictif des EI que les cytokines associées à l’asthme. Un autre groupe de chercheurs a récemment examiné des études transcriptomiques sur les AE menées avant 2022 et identifié des signatures d’expression génique distinctes associées aux AE impliquées dans l’immunité et les exacerbations virales/non virales. Jusqu’à présent, la seule étude de séquençage d’ARN unicellulaire sur les AE a souligné l’implication des régulateurs de transduction intracellulaire et des cytokines dans plusieurs types de cellules.
Remarques finales
Les EI pèsent considérablement sur les personnes asthmatiques, les systèmes de santé et la société. Bien que la prévention des EI soit essentielle dans la pratique clinique, la classification des risques des patients est une tâche ardue en raison des mécanismes biologiques intrinsèquement hétérogènes des EI. Néanmoins, les études Omics ont découvert des processus biologiques et des gènes associés aux AE. Malgré la diversité ethnique croissante dans les études génétiques sur l’asthme, en particulier pour les populations hispaniques, des études approfondies à l’échelle du génome font défaut pour les Africains et les Asiatiques.
Malgré les progrès des études génomiques des AE, l’interaction des différentes couches omiques dans la modulation du risque d’AE est encore inexplorée, comme dans de nombreux cas, de nouvelles découvertes justifient une validation dans des populations indépendantes. Au fur et à mesure que nous avançons, des cohortes multiethniques, un phénotypage amélioré des caractéristiques environnementales et cliniques et l’intégration de plusieurs couches Omics aideront à identifier les biomarqueurs AE pour la médecine de précision.
