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Background: The atopic march is defined by the increased prevalence of allergic diseases after atopic dermatitis onset. In fact, atopic dermatitis is believed to play an important role in allergen sensitization via the damaged skin barrier, leading to allergic diseases such as allergic asthma and allergic rhinitis. The eosinophil, a pro-inflammatory cell that contributes to epithelial damage, is one of the various cells recruited in the inflammatory reactions characterizing these diseases. Few studies were conducted on the transcriptome of this cell type and even less on their specific microRNA (miRNA) profile, which could modulate pathogenesis of allergic diseases and clinical manifestations post-transcriptionally. Actually, their implication in allergic diseases is not fully understood, but they are believed to play a role in inflammation-related patterns and epithelial cell proliferation. Methods: Next-generation sequencing was performed on RNA samples from eosinophils of individuals with atopic dermatitis, atopy, allergic rhinitis and asthma to obtain differential counts of primary miRNA (pri-miRNA); these were also analyzed for asthma-related phenotypes such as forced expiratory volume in one second (FEV1), immunoglobulin E (IgE) and provocative concentration of methacholine inducing a 20% fall in forced expiratory volume in 1 s (PC20) levels, as well as FEV1 to forced vital capacity (FEV1/FVC) ratio. Results: Eighteen miRNAs from eosinophils were identified to be significantly different between affected individuals and unaffected ones. Based on counts from these miRNAs, individuals were then clustered into groups using Ward’s method on Euclidian distances. Groups were found to be explained by asthma diagnosis, familial history of respiratory diseases and allergic rhinitis as well as neutrophil counts. Conclusions: The 18 differential miRNA counts for the studying phenotypes allow a better understanding of the epigenetic mechanisms underlying the development of

L’asthme est une maladie respiratoire chronique impliquant de l’inflammation, de l’hyperréactivité bronchique et un remodelage des voies respiratoires. Il s’agit d’un trait complexe résultant d’interactions entre des facteurs génétiques et environnementaux. La portion génétique de l’asthme a été bien décrite, avec une héritabilité estimée jusqu’à 60% selon les études. Une portion de l’héritabilité manquante dans l’asthme pourrait être expliquée par des facteurs épigénétiques, comme la méthylation de l’ADN. Comme la méthylation est spécifique à chaque tissu, il est logique d’étudier des cellules ayant un rôle important dans l’asthme. C’est le cas des lymphocytes T CD4+ qui contribuent activement à la pathophysiologie de l’asthme. L’objectif du présent projet était donc d’étudier les lymphocytes T CD4+ dans un contexte d’asthme, plus particulièrement leur patron de méthylation ainsi que leur patron d’expression. Ces lymphocytes ont été isolés du sang de plus de 200 individus faisant partie de la Cohorte familiale d’asthme du Saguenay–Lac-Saint-Jean. La méthylation et l’expression a ensuite été mesurée par séquençage. Après des contrôles de qualité, des données étaient disponibles pour 173 individus (107 asthmatiques, 66 témoins). Il a ainsi été possible d’identifier 2 146 sites CpG différemment méthylés chez les asthmatiques et 3 756 chez les asthmatiques allergiques (FDR≤0,05, Δ-meth ≥ 5%). Pour l’expression, 57 et 33 gènes sont différemment exprimés chez les asthmatiques et les asthmatiques allergiques, respectivement (FDR≤0,05). L’intégration des données génétique et d’expression ont permis d’identifier 2 253 eQTL significatifs (FDR≤0,049). Ces résultats ont permis d’identifier l’implication de la voie de NF-kB ainsi que celle de l’IL-17 et -25 dans ces cellules, mais aussi l’implication de la famille de chemokine CXC et de EGF. En somme, cette étude a permis de caractériser plus précisément un type cellulaire dans l’asthme, toujours dans le but de mieux comprendre

Interleukin 1 and its receptors are associated with allergic diseases such as asthma. In the present study, we measured DNA methylation at the IL1R1 and IL1R2 gene loci and assessed for associations with asthma-related phenotypes and gene expressions. We found that asthmatic and atopic individuals have higher IL1R2 promoter DNA methylation than control subjects. Additionally, we observed a negative correlation between DNA methylation at the IL1R2 promoter and IL1R2 mRNA expression. These results suggest for the first time that IL1R2 promoter DNA methylation is associated with its gene repression in allergic diseases such as asthma.