Cukrzyca typu 1 (T1D) jest chorobą autoimmunologiczną, która charakteryzuje się niszczeniem komórek β wysp trzustkowych produkujących insulinę przez autoreaktywne limfocyty T1. Rozpoznanie cukrzycy typu 1 jest zwykle stawiane na podstawie pomiaru hiperglikemii (stężenie glukozy we krwi > 200 mg/dl) u szczupłej, młodej osoby, u której może występować kwasica ketonowa jako dowód niedoboru insuliny. W momencie rozpoznania cukrzycy typu 1 istnieją dowody na znaczną utratę funkcji i masy komórek β (od 50 do 90%)2. W badaniach klinicznych kilka leków immunomodulujących, które zostały wprowadzone w momencie diagnozy, spowodowało stabilizację funkcji komórek β (i przypuszczalnie masy), ale żaden z nich nie spowodował klinicznej remisji choroby, co wzbudziło zapotrzebowanie na opracowanie biomarkerów do wcześniejszego wykrywania choroby i długotrwałego śledzenia skuteczności terapii skojarzonych3,4. Wysiłki międzynarodowych konsorcjów, takich jak Konsorcjum Sieci Badawczej Ludzkich Wysepek przy National Institutes of Heath5, podkreśliły potrzebę opracowania biomarkerów, które koncentrują się na stresie β komórkach i śmierci w cukrzycy typu 1.
Zgodnie z tymi wysiłkami, nasza grupa i inni opracowali ostatnio testy biomarkerów, które mierzą krążące, epigenetycznie zmodyfikowane fragmenty DNA, które powstają głównie w wyniku umierania β komórkach 6-9. We wszystkich opublikowanych do tej pory testach skupiono się na ilościowym określeniu ludzkiego genu kodującego preproinsulinę (INS), który wykazuje większy stopień niemetylowanych miejsc CpG w regionach kodujących i promotorowych w porównaniu z innymi typami komórek. Przypuszczano, że uwolnienie niemetylowanych fragmentów DNA INS wynika głównie z obumierania (nekrotycznych, apoptotycznych) komórek β. Nasze ostatnie badania wykazały, że u młodzieży w nowo rozpoznanym cukrzycowym T1D zaobserwowano wzrost zarówno niemetylowanego, jak i metylowanego DNA INS w pozycji -69 pz (w stosunku do miejsca rozpoczęcia transkrypcji) i razem służyły jako specyficzne biomarkery dla tej populacji6. Te testy biomarkerów obejmują izolację bezkomórkowego DNA z surowicy lub osocza przy użyciu komercyjnych zestawów do spinania, a następnie konwersję wodorosiarczynową wyizolowanego DNA (w celu przekształcenia niemetylowanych cytozyn w uracyl, pozostawiając nienaruszone metylowane cytozyny).
W tym raporcie opisujemy techniczne aspekty pobierania próbek surowicy, izolacji bezkomórkowego DNA z surowicy, konwersji wodorosiarczynu oraz wydajności kropelkowego cyfrowego PCR (odtąd cyfrowego PCR) dla różnicowo metylowanego DNA INS.