POTENTIAL EARLY DIAGNOSTIC MOLECULAR MARKERS OF ADHD: Analysis of miRNA profiles and DNA methylation status in triads.

Attention deficit /hyperactivity disorder (ADHD) rammer 5-10 % av barn over hele verden og er en av de vanligste nevrologiske lidelser. ADHD rammer 5-6 % av alle barn i Norge. ADHD er et alvorlig helseproblem som ser ut til å øke i omfang. Derfor økt kunnskap om etiologien kan føre til tidligere diagnoser og forbedret behandling. ADHD er karakterisert ved uoppmerksomhet og impulsivitet, slik det ofte sammen med ander dysfunksjoner, slik som reduksjon i fine og grove motorikk, redusert intelligens (IQ), og redusert kognitiv funksjon slik som arbeidshukommelse. Årsakene til ADHD er ikke kjent, men det antas at både genetikk og miljøfaktorer bidrar til at ADHD får utvikle seg, muligens via epigenetiske mekanismer. Deregulering av epigenetiske mekanismer er knyttet til mange menneskelige sykdommer som kreft, astma og nevropsykologiske sykdommer. Ved å identifisere epigenetiske endringer som er involvert i ADHD, vil man kunne utvikle intervensjonsstrategier for å endre eller redusere skadelige geners uttrykk eller øke beskyttende geners uttrykk. Hovedmålet i dette prosjektet er å undersøke om den epigenetiske tilstanden ved fødsel har betydning for nevrologiske forstyrrelser som viser seg i barndommen og som fortsetter til voksen alder. Epigenetiske endringer betyr at kroppens utnyttelse av arvematerialet er blitt endret, og slike endringer kan også overføres til neste generasjon. Prosjektet skal identifisere tidlige epigenetiske markører for ADHD. Ved å studere epigenetiske endringer håper vi å forstå mer om årsakene til ADHD. Ved hjelp av molekylære metoder skal prosjektet karakterisere endringer i DNA-metyleringstatus og mikroRNA (miRNA)-uttrykk som kan assosieres med ADHD. De biologiske prøvene som skal benyttes, er allerede samlet inn og er lagret i MoBa (mor- og barnprosjektet). ADHD-barna er identifisert gjennom det norske pasientregisteret (NPR), mens kontrollgruppen er andre barn i MoBa. MoBa har omfattende opplysninger om svangerskapet og om mors og fars livsvaner. Studien kobler disse dataene med de molekylære funnene i en såkalt triadestudie (mor-far-barn). Studien har som formål å etablere molekylære markører som allerede fra fødsel kan benyttes til å identifisere og gjennomføre tiltak. Den skal også bidra til å oppnå en bedre forståelse av hvordan ADHD kan oppstå. Nylig identifiserte vi et sett av miRNA-er som regulerer ADHD-assosierte kandidatgener. Den prediktive verdien av disse miRNA-ene er nå analysert i plasmaprøver fra navlestrengsblod fra ADHD-kasuser og matchede kontroller. Disse miRNA-ene kan muligens brukes til prediksjon og kanskje tidlig diagnose av ADHD. Identifiseringen av miRNA-regulerte ADHD-kandidatgener kan muligens brukes til å utvikle blodplasma-baserte molekylære-markører som kan benyttes i fremtidige studier av ADHD-pasienter.

Måle for prosjektet er å identifisere tidlige molekylære-markører for ADHD. Prosjektet vil karakterisere mikroRNA og DNA-metylering endringer som er assosiert med ADHD. Vi har identifiserte et sett av miRNA-er som regulerer ADHD-assosierte kandidatgener, og disse miRNA-ene kan benyttes til prediksjon av ADHD og muligens til utviklingen av blod-baserte markører som kan benyttes i fremtidige ADHD studier. Vi analyserer nå DNA-metylering ved Ilumina EPIC-array, og resultatene forventes å bli ferdig i vår 2021. Den enorme data som genereres fra DNA metylering analysen kommer til å være også tilgjengelige for framtidig prosjekter. Den epigenetisk-analyse plattformen som er etablert via POEMA-prosjektet har allerede resultert at vi er nå med et H2020-prosjekt (2020-2024: EXIMIOUS: grantNo 874707), og videre samarbeider med et annet H2020-finansiert prosjekt som skal undersøke sammenhengen mellom miljøeksponering og neurologiske utfall (inkludert ADHD).

ADHD is a serious neurological disorder affecting 5-6 % of children in Norway and is a major global health concern which seems to increase in magnitude. There are indications of genetic as well as environmental factors contributing to the development of the disorder, and epigenetic changes have been suggested to be involved. The main aim of this project is to investigate whether the epigenetic status at birth is important for neurodevelopmental disorders appearing in childhood and persisting into adulthood. A specific aim is to identify early diagnostic biomarkers of ADHD. The biomarkers will be important for early identification and intervention of affected individuals, and may contribute to a better mechanistic understanding of ADHD. Using molecular methods, the project will characterise epigenetic markers associated with ADHD. The biological samples to be analysed are cord blood samples already collected and stored in the MoBa biobank. A triade case-control study within MoBa will be designed, and data will be linked with the Norwegian Patient Registry (NPR). A clinically validated ADHD diagnosis in NPR will define the case group. Controls matched by age and gender, negative for ADHD family history and ADHD symptoms, will be randomly drawn from the MoBa cohort. MiRNA and DNA methylation, as markers of epigenetic status, will be characterised for cases and controls. Analysis of the biological relevance of epigenetic changes for ADHD will be performed.