Объект исследования: состояние здоровья детей в связи с факторами курения матери и грудного вскармливание и метилирования ДНК клеток перифеческой крови. Цель исследования: анализ влияния факторов курения матери и грудного вскармливания на состояние здоровья детей и выявление изменений профилей метилирования ДНК детей связанные с курением матери и грудным вскармливанием. Методы и методология проведения работы: в исследовании приняли участие 225 детей в возрасте от 8 месяцев до 4 лет, из которых 138 проживали в семьях биологических родителей и 87 в домах ребенка г. Санкт-Петербурга. Методы исследования включали оценку показателей здоровья и физического развития детей на время рождения и обследования; опрос матерей об опыте курения, грудном вскармливании и социальном окружении; полногеномные профили метилирования ДНК в лимфоцитах периферической крови изучались с помощью микрочипов Infinium Methylation 450K и EPIC.
Результаты работы и их новизна: показано, что на характеристики физического развития детей на время рождения могут оказывать влияние фактор социального окружения (семья/дом ребенка), наличие опыта курения у матери; на физическое развитие детей до 4 лет – грудное вскармливание; пренатальное курение матери и грудное вскармливание связано с вариативностью ДНК метилирования в клетках периферической крови. В группе детей с историей материнского курения наблюдается более высокая вариабельность уровней метилирования и снижение общегеномных показателей уровня ДНК-метилирования. Дифференциально метилированные сайты расположены в различных структурно-регуляторных участках свыше 400 генов, связанных с развитием и делением клеток, внутриклеточными сигнальными путями, развитием анатомических структур. В нашей работе впервые для сайта cg24171908, локализованного в CGI на 2-ой хромосоме и относящегося к промотору гена CNRIP1, выявлено значимое межгрупповое различие в уровне метилирования (гипометилирован в группе детей с опытом материнского курения). CNRIP1 может быть одним из потенциальных генов-кандидатов, изменяющих метилирование в ассоциации с пренатальным воздействием материнского курения. Выявлена связь между длительностью грудного вскармливания и уровнем метилирования множества CpG сайтов в геноме. В контексте геномной аннотации CpG сайты относятся в первую очередь к генам, вовлеченным в функционирование иммунной системы и ЦНС. Перепредставленность среди списка генов, ассоциированных с грудным вскармливанием, генов вовлеченными в биологические пути, связанные с иммунной системой и ее функциями, согласуется с многочисленными свидетельствами о значимой роли грудного вскармливания в созревании иммунной системы новорожденных. Одним из первых (в числе ранжированных) биологических путей, ассоциированных с грудным вскармливанием, выступает окситоциновый сигнальный путь. Данное исследование является одним из семи полногеномных ассоциативных исследований ДНК метилирования, связанного с грудным вскармливанием, проведенных в мире. Результаты нашего исследования выполнены впервые на когорте детей, составленной на основе современного населения Северо-западного региона Российской Федерации, хорошо соотносятся с представленными ранее в работах консорциумов результатами аналогичных более крупномасштабных исследований и представляют новые данные о генах-кандидатах, чье метилирование может изменяться под действием материнского курения и грудного вскармливания. Рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР: результаты исследования, касающиеся механизмов влияния пренатального курения и грудного вскармливания, могут быть использованы для информирования женщин, планирующих беременность, о влиянии этих факторов на состояние здоровье плода и развитие ребенка; подготовки медицинских работников, проводящих консультирование по репродукции и планированию семьи, в виде объяснений краткосрочных и долгосрочных эффектов курения и грудного вскармливания; также рекомендации к диете с содержанием витаминов группы B, которые являются основными донорами-игроками метилирования ДНК (которое по нашим и опубликованным ранее данным понижено в геноме детей от курящих матерей). Сайты метилирования и гены, в которых и рядом с которыми локализуются выявленные нами сайты в связи с исследуемыми факторами, требуют валидизации на других когортах, и в перспективе могут рассматриваться в качестве кандидатов для разработки тест-систем для определения профилей ДНК метилирования, связанных с неблагоприятным прогнозом для ребенка и требующих возможной коррекции (диеты, дополнений к питанию и пр.). Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: предполагается, что с увеличением количества исследований в данной области и мощности выборок через мета-анализ, станет возможно описать эпигенетические механизмы, лежащие в основе формирования хронических заболеваний и нарушений развития под воздействием факторов ранней среды развития ребенка (пренатального и раннего постнатального периода), а также создать эпигенетические предикторы дальнейшего развития и здоровья состояния ребенка.