Οι αλλεργικές παθήσεις, και ιδιαίτερα οι τροφικές αλλεργίες, παρουσιάζουν αυξανόμενο επιπολασμό παγκοσμίως και αποτελούν σημαντικό πρόβλημα δημόσιας υγείας, ιδίως κατά την παιδική ηλικία. Η εμφάνιση και η εξέλιξή τους αποδίδονται σε πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις γενετικών, περιβαλλοντικών και επιγενετικών παραγόντων. Στο πλαίσιο αυτό, η μεθυλίωση του DNA αναγνωρίζεται ως ένας από τους σημαντικότερους επιγενετικούς μηχανισμούς ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης, ενώ μεταβολές στα πρότυπα μεθυλίωσης δύνανται να επηρεάσουν κρίσιμες ανοσολογικές οδούς που σχετίζονται με την ανοσολογική ανοχή και την αλλεργική απόκριση.

Η εφαρμογή αξιόπιστων και ευαίσθητων αναλυτικών μεθόδων για την ποσοτική ανίχνευση επιγενετικών τροποποιήσεων στο DNA κρίνεται, επομένως, ιδιαίτερα σημαντική. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τον ρόλο των επιγενετικών τροποποιήσεων στην εμφάνιση τροφικών αλλεργιών κατά την παιδική ηλικία, εστιάζοντας στη μεθυλίωση του DNA. Συγκεκριμένα, πραγματοποιείται ανίχνευση και ποσοτικοποίηση επιγενετικών δεικτών μεθυλίωσης του DNA, όπως η 5-μεθυλο-2΄-δεοξυκυτιδίνη (5mdC) και η 5-υδροξυμεθυλο-2΄-δεοξυκυτιδίνη (5hmdC), με τη χρήση της τεχνικής υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης σε συνδυασμό με φασματομετρία μαζών σε σειρά (LC-MS/MS), σε δείγματα περιφερειακού αίματος παιδιών με και χωρίς τροφικές αλλεργίες (controls).

Η μέθοδος LC-MS/MS παρουσιάζει υψηλή ευαισθησία, εκλεκτικότητα και ακρίβεια, καθιστώντας την κατάλληλη για τη μελέτη επιγενετικών τροποποιήσεων σε βιολογικά δείγματα. Η εργασία αυτή στοχεύει στη συσχέτιση των συνολικών επιπέδων μεθυλίωσης του DNA με την παρουσία αλλεργικών παθήσεων και αναδεικνύει τη σημασία της LC-MS/MS ως ισχυρού εργαλείου στη σύγχρονη επιγενετική έρευνα.

Allergic diseases, and particularly food allergies, show an increasing prevalence worldwide and constitute significant public health concern, especially during childhood. Their onset and progression are attributed to complex interactions among genetic, environmental, and epigenetic factors. In this context, DNA methylation is known as one of the most important epigenetic mechanisms regulating gene expression, while alterations in methylation patterns may affect critical immunological pathways related to immune tolerance and allergic inflammation.

Within this framework, the application of reliable and sensitive analytical methods for the quantitative detection of epigenetic modifications in DNA is considered particularly valuable. The present thesis focuses on the detection and quantification of DNA methylation markers, such as 5-methyl-2′-deoxycytidine (5mdC) and 5-hydroxymethyl-2′-deoxycytidine (5hmdC), using high performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), in blood samples from children with food allergies and control samples from non-allergic children.

LC-MS/MS exhibits high sensitivity, selectivity, and accuracy, rendering it as a suitable method for the investigation of epigenetic modifications in biological samples. This study aims to correlate global DNA methylation levels with the presence of allergic diseases and highlights the importance of LC-MS/MS as a powerful tool in contemporary epigenetic research.