Цель
Псориатический артрит (ПсА) — это иммуноопосредованный воспалительный артрит, связанный с псориазом, который значительно увеличивает риск заболеваемости и смертности. В настоящее время у нас нет возможностей прогнозирования развития ПсА у пациента с псориазом, и у большого числа пациентов состояние остается недиагностированным.
Регуляция экспрессии генов посредством метилирования ДНК потенциально может запускать и поддерживать патофизиологические процессы при ПсА. Мы стремились идентифицировать маркеры метилирования ДНК, которые могут предсказать, у каких пациентов с псориазом разовьется ПсА до появления симптомов со стороны опорно-двигательного аппарата.
Методы
Метилирование ДНК по всему геному оценивали в образцах крови пациентов с псориазом, у которых развился артрит (конвертеры), и пациентов с псориазом, у которых этого не произошло (биологически наивные, сопоставимые по возрасту, полу, длительности псориаза и продолжительности наблюдения).
Различия в метилировании между конвертерами и неконвертерами были выявлены с помощью многовариантной линейной регрессионной модели, включающей клинические ковариаты (возраст, пол, ИМТ, курение). Прогностическая эффективность маркеров метилирования оценивалась путем разработки моделей классификации методом опорных векторов с добавлением клинических переменных и без них.
Результаты
Мы идентифицировали набор из 36 высокорелевантных маркеров метилирования (скорректированные по FDR* значения p<0,05 и минимальное изменение метилирования 0,05) в 15 генах и нескольких межгенных областях. Модель классификации, основанная на этих маркерах, идентифицировала конвертеров и неконвертеров с площадью под ROC**-кривой, равной 0,9644.
*False Discovery Rate — это математическое ожидание отношения ошибок первого рода к общему количеству отклонений основной гипотезы
**Receiver Operating Characteristic — график, позволяющий оценить качество бинарной классификации, отображает соотношение между долями объектов от общего количества носителей признака, верно классифицированных как несущие признак
Вывод
Это исследование показывает, что паттерны метилирования ДНК на ранней стадии псориатического заболевания могут отличать пациентов, у которых разовьется ПсА, от тех, у кого этого не произойдет в течение того же периода наблюдения.
Omar F Cruz-Correa, Remy A Pollock, Rohan Machhar, Dafna D Gladman
Arthritis & Rheumatology, July 2023. Epub ahead of print
10.1002/art.42 654
Prediction of psoriatic arthritis in patients with psoriasis using DNA methylation profiles
Objective
Psoriatic arthritis (PsA) is an immune-mediated inflammatory arthritis, associated with psoriasis, that significantly increases morbidity and mortality risk. We currently lack the means of predicting which psoriasis patients will develop PsA, and a large number of patients remain undiagnosed.
Regulation of gene expression through DNA methylation can potentially trigger and maintain PsA pathophysiological processes. We aimed to identify DNA methylation markers that can predict which psoriasis patients will develop PsA prior to the onset of musculoskeletal symptoms.
Methods
Genome-wide DNA methylation was assessed in blood samples from psoriasis patients that went on to develop arthritis (converters) and psoriasis patients that did not (biologic naive, matched for age, sex, psoriasis duration and duration of follow up).
Methylation differences between converters and non-converters were identified by a multi-variate linear regression model including clinical covariates (age, sex, BMI, smoking). Predictive performance of methylation markers was assessed by developing support vector machine classification models with and without the addition of clinical variables.
Results
We identified a set of 36 highly relevant methylation markers (FDR-adjusted p-values lower than 0.05 and a minimum change in methylation of 0.05) across 15 genes and several intergenic regions. A classification model relying on these markers identified converters and non-converters with an area under the ROC curve of 0.9644.
Conclusion
This study shows that DNA methylation patterns at an early stage of psoriatic disease can distinguish between patients that will develop PsA from those that will not during the same follow-up.
