Methylation status of immune response genes promoters in cell-free DNA differs in hemodialyzed patients with diabetic nephropathy according to the intensity of anemia therapy

Genetic and Epigenetic Studies in Diabetic Kidney Disease

Chronic kidney disease is a worldwide health crisis, while diabetic kidney disease (DKD) has become the leading cause of end-stage renal disease (ESRD). DKD is a microvascular complication and occurs in 30–40% of diabetes patients. Epidemiological investigations and clinical observations on the familial clustering and heritability in DKD have highlighted an underlying genetic susceptibility. Furthermore, DKD is a progressive and long-term diabetic complication, in which epigenetic effects and environmental factors interact with an individual’s genetic background. In recent years, researchers have undertaken genetic and epigenetic studies of DKD in order to better understand its molecular mechanisms. In this review, clinical material, research approaches and experimental designs that have been used for genetic and epigenetic studies of DKD are described. Current information from genetic and epigenetic studies of DKD and ESRD in patients with diabetes, including the approaches of genome-wide association study (GWAS) or epigenome-wide association study (EWAS) and candidate gene association analyses, are summarized. Further investigation of molecular defects in DKD with new approaches such as next generation sequencing analysis and phenome-wide association study (PheWAS) is also discussed.

Analysen epigenetischer Marker aus Liquid Biopsies: Informationen von jenseits des Genoms

Die Analyse epigenetischer Marker aus Liquid Biopsies erlaubt Einblicke in physiologische und pathologische Prozesse im Körper einer Person, die über die reine Sequenzinformation hinausgehen. Insbesondere das DNA-Methylierungsmuster sowie die Expressionsmuster von mRNA und ncRNA sind aus Liquid Biopsies erfassbar. Damit werden ganze Gruppen neuer potenzieller Biomarker einer nicht invasiven und ökonomischen Diagnostik zugänglich. Darüber hinaus und im Gegensatz zur reinen DNA-Sequenzanalyse von Liquid Biopsies erlaubt die hohe Gewebespezifität epigenetischer Marker auch die Bestimmung der Herkunft der analysierten Nukleinsäuren z. B. in Bezug auf ein betroffenes Organ. Angesichts der fallenden Kosten für Sequenzierungen und des technologischen Fortschritts, der die Nachweisgrenzen immer weiter zu immer sensitiveren Anwendungen verschiebt, könnten epigenetische Untersuchungen aus Liquid Biopsies den Trend zu einer Individualisierung in der Medizin weiter forcieren.