Methotrexate Treatment of Newly Diagnosed RA Patients Is Associated With DNA Methylation Differences at Genes Relevant for Disease Pathogenesis and Pharmacological Action

Background: Methotrexate (MTX) is the fi rst line treatment of rheumatoid arthritis (RA), and methylation changes in bulk T cells have been reported after treatment with MTX. We have investigated cell-type speci fi c DNA methylation changes across the genome in naïve and memory CD4 + T cells before and after MTX treatment of RA patients. DNA methylation pro fi les of newly diagnosed RA patients (N=9) were assessed by reduced representation bisul fi te sequencing. Results: We found that MTX treatment signi fi cantly in fl uenced DNA methylation levels at multiple CpG sites in both cell populations. Interestingly, we identi fi ed differentially methylated sites annotated to two genes; TRIM15 and SORC2, previously reported to predict treatment outcome in RA patients when measured in bulk T cells. Furthermore, several of the genes, including STAT3, annotated to the signi fi cant CpG sites are relevant for RA susceptibility or the action of MTX. Conclusion: We detected CpG sites that were associated with MTX treatment in CD4 + naïve and memory T cells isolated from RA patients. Several of these sites overlap genetic regions previously associated with RA risk and MTX treatment outcome

Elektrisk pulsstimulering av humane skjelettmuskelceller i kultur : Sammenlikning av celler fra normalvektige, ekstremt overvektige og ekstremt overvektige med type 2-diabetes

Bakgrunn/formål: Overvekt og fedme er et stadig økende problem på verdensbasis og fører i mange tilfeller til utvikling av type 2-diabetes. Trening har en udiskutabel rolle i både forebygging og behandling av fedme og type 2-diabetes. Det er nylig blitt utviklet en modell for trening in vitro av humane skjelettmuskelceller i kultur. Treningsmodellen baserer seg på å tilføre cellene kroniske, lavfrekvente elektriske pulser (EPS). EPS i 48 timer er vist å øke mitokondrielt innhold og oksidativ kapasitet i humane skjelettmuskelceller. I denne masteroppgaven var formålet å se etter forskjeller i gen- og proteinekspresjon mellom EPS- behandlede og ubehandlede differensierte humane skjelettmuskelceller opprettet fra tre ulike donorgrupper; normalvektige (NV), ekstremt overvektige med normal glukosetoleranse (EO-NGT) og ekstremt overvektige med type 2-diabetes (EO-T2D). Metode: Satellittceller fra humane skjelettmuskelbiopsier fra M. obliquus internus abdominis ble isolert, proliferert og differensiert til myotuber. Biopsiene ble donert i forbindelse med bariatrisk kirurgi eller nyredonasjon. Skriftlig informert samtykke ble gitt fra samtlige donorer. Konfluente, differensierte myotuber ble behandlet med EPS i 48 timer. Nivåer av relevante gener ble målt ved qPCR og nivåer av relevante proteiner ble målt ved Western-blotting. Resultater: EPS-behandlede myotuber fikk en endret genekspresjon av IL-6, IL-8 IL-33, IL-34 og MYH7. EPS induserte en signifikant økning i IL-6-mRNA-nivåer i celler fra NV- og EO-NGT-donorgruppene, mens celler fra EO-T2D-donorene ikke responderte på EPS med endret ekspresjon av IL-6. Et liknende mønster ble funnet for IL-8, men her var endringene ikke signifikante. I celler fra EO-T2D, men ikke fra de andre donorgruppene, ble mRNA-nivået av IL-33, IL-34 og MYH7 nedregulert etter EPS. Det var ingen signifikant effekt på fosforylering av AMPK, ERK eller p38MAPK. Konklusjon: EPS-behandling av humane skjelettmuskelceller i 48 timers endret cellenes mRNA uttrykk av enkelte gener, men ga ingen klar forskjell i fosforylering av signalveiene AMPK, ERK og p38MAPK. Celler fra diabetiske donorer så ut til å ha et annet EPS-indusert mønster enn celler fra donorer med normal glukosetoleranse

Rheumatoid Arthritis Patients, Both Newly Diagnosed and Methotrexate Treated, Show More DNA Methylation Differences in CD4+ Memory Than in CD4+ Naïve T Cells

Background: Differences in DNA methylation have been reported in B and T lymphocyte populations, including CD4+ T cells, isolated from rheumatoid arthritis (RA) patients when compared to healthy controls. CD4+ T cells are a heterogeneous cell type with subpopulations displaying distinct DNA methylation patterns. In this study, we investigated DNA methylation using reduced representation bisulfite sequencing in two CD4+ T cell populations (CD4+ memory and naïve cells) in three groups: newly diagnosed, disease modifying antirheumatic drugs (DMARD) naïve RA patients (N = 11), methotrexate (MTX) treated RA patients (N = 18), and healthy controls (N = 9) matched for age, gender and smoking status. Results: Analyses of these data revealed significantly more differentially methylated positions (DMPs) in CD4+ memory than in CD4+ naïve T cells (904 vs. 19 DMPs) in RA patients compared to controls. The majority of DMPs (72%) identified in newly diagnosed and DMARD naïve RA patients with active disease showed increased DNA methylation (39 DMPs), whereas most DMPs (80%) identified in the MTX treated RA patients in remission displayed decreased DNA methylation (694 DMPs). Interestingly, we also found that about one third of the 101 known RA risk loci overlapped (±500 kb) with the DMPs. Notably, introns of the UBASH3A gene harbor both the lead RA risk SNP and two DMPs in CD4+ memory T cells. Conclusion: Our results suggest that RA associated DNA methylation differences vary between the two T cell subsets, but are also influenced by RA characteristics such as disease activity, disease duration and/or MTX treatment