Epigenetics and corneal diseases. A systematic review
Creators: name: Τριανταφύλλου, Διονύσιος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Επιγενετική
Παθήσεις κερατοειδούς
Epigenetics
Corneal diseases

description: Background: The pathogenesis of many corneal diseases still remains unknown. Due to the direct contact of the cornea with the outer environment, epigenetic modifications could play a significant role in the pathogenesis of many diseases. The aim of this review is to evaluate the role of epigenetic modifications that occur in the corneal of the human eye. Materials and Methods: The systematic review was conducted fulfilling the PRISMA criteria (Reporting Items for Systematic Review and Meta-analysis). The literature search took place in major databases (Pubmed/Medline, Cochrane Database of Systematic Review, PROSPERO, ClinicalTrials.gov) and in ophthalmologic and epigenetic journals. Grey literature was searched as well. The assessment of included studies was performed with Newcastle-Ottawa scale (NOS) for non-randomised studies. Results: Of the 184 retrieved articles, 16 met our inclusion criteria. The corneal diseases that have been examined are Fuchs endothelial corneal dystrophy (FECD), granular corneal dystrophy type II (GCD2), diabetic keratopathy, keratoconous, pseudomonas aeruginosa keratitis, fungal keratitis and wounded corneas. Of the 16 included studies, 13 investigated microRNA (miR) modifications, 2 DNA methylation levels and 1 Histone modifications. In FECD, miR-29 has a protective role in endothelial cells of FECD samples and specific endothelial cell properties are altered due to DNA methylation in various genes. In GCD2, miR-21 and miR-181a have a protective role against extracellular matrix accumulation (ECM). Additionally, methylation of H3K4 and H3K27 histones increases ECM deposition. Methylation of WNT5A and WNT3 is implicated in the pathogenesis of keratoconus. MiR-146a, miR-424 and miR-10b have been found that are correlated with delayed wound healing in diabetic corneas. MiR-762 and miR-155 facilitate pseudomonas aeruginosa invasion in corneal epithelium and miR-451a has a protective role against fungal infections. Finally, miR-18a and miR-494 inhibit the wound healing process in wounded corneas while miR-205 improves it. MiR-145 increases scar formation in scarred corneas. Conclusions: This review of the available data suggests that several epigenetic factors have a significant influence on various corneal diseases. However, more studies have to be conducted in order to confirm these results. Despite the current limited understanding of these modifications, the previous findings and the rapid advances in this field promise new diagnostic markers and new therapeutic targets for corneal diseases in the near future.
description: Σκοπός: Η παθογένεια πολλών παθήσεων του κερατοειδούς παραμένει άγνωστη. Λόγω της απευθείας επαφής του κερατοειδούς με το εξωτερικό περιβάλλον, διάφορες επιγενετικές μεταβολές μπορούν να συνδράμουν στην παθογένεια πολλών παθήσεων. Ο σκοπός αυτής της ανασκόπησης είναι να ερευνήσει τον ρόλο των επιγενετικών μεταβολών που πραγματοποιούνται στον κερατοειδή του ανθρώπινου οφθαλμού. Υλικά και μέθοδος: Η συστηματική ανασκόπηση πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τα κριτήρια PRISMA (Reporting Items for Systematic Review and Meta-analysis). H αναζήτηση της βιβλιογραφίας έγινε σε σημαντικές βάσης αναζήτησης (Pubmed/Medline, Cochrane Database of Systematic Review, PROSPERO, ClinicalTrials.gov) και σε περιοδικά οφθαλμολογίας και επιγενετικής. Επίσης έγινε έρευνα και της γκρίζας βιβλιογραφίας. Η αξιολόγηση των χρησιμοποιούμενων άρθρων έγινε σύμφωνα με την Newcastle-Ottawa scale (NOS) για μη τυχαιοποιημένες μελέτες. Αποτελέσματα: Από τα 184 συνολικά άρθρα, 16 πληρούσαν τα κριτήρια εισαγωγής. Οι παθήσεις του κερατοειδούς που μελετήθηκαν είναι η ενδοθηλιοπάθεια Fuchs (FECD), η κοκκώδης δυστροφία κερατοειδούς τύπου ΙΙ (GCD2), η διαβητική κερατοπάθεια, ο κερατόκωνος, η κερατίτιδα από ψευδομονάδα, η μυκητιασική κερατίτιδα και οι τραυματισμένοι κερατοειδείς. Από τις 16 μελέτες, 13 ερεύνησαν τις τροποποιήσεις στα microRNA (miR), 2 τα επίπεδα μεθυλίωσης του DNA και μία τις μεταβολές των ιστονών. Στην FECD, το miR-29 έχει προστατευτικό ρόλο στα ενδοθηλιακά κύτταρα δειγμάτων FECD και επίσης συγκεκριμένες ιδιότητες των ενδοθηλιακών κυττάρων μεταβάλλονται λόγω της μεθυλίωσης του DNA σε διάφορα γονίδια. Στην GCD2, τα miR-21 και miR-181a έχουν προστατευτικό ρόλο έναντι της συσσώρευσης εξωκυττάριας ουσίας (ECM). Επιπλέον, η μεθυλίωση των ιστονών H3KA και H3K27 αυξάνει την συσσώρευση ECM. Επισης, η μεθυλίωση του WNT5A και WNT3 συσχετίζεται με την παθογένεια του κερατόκωνου. Τα miR-146a, miR-424 και miR-10b βρέθηκε ότι σχετίζονται με καθυστέρηση της επούλωσης σε διαβητικό κερατοειδή. Τα miR-762 και miR-155 διευκολύνουν τον αποικισμό του επιθηλίου του κερατοειδούς από την ψευδομονάδα, ενώ το miR-451a έχει προστατευτικό ρόλο έναντι των μηκυτιασικών λοιμώξεων. Τέλος, τα miR-18a και miR-494 αναστέλλουν την επούλωση τραυματισμένων κερατοειδών σε αντίθεση με το miR-205 που την βελτιώνει. Επίσης, η δημιουργία ουλής σε τραυματισμένους κερατοειδείς επιταχύνεται από το miR-145. Συμπεράσματα: Η ανασκόπηση αυτή υποστηρίζει ότι οι επιγενετικοί παράγοντες έχουν σημαντική επιρροή στις παθήσεις του κερατοειδούς. Εντούτοις, περισσότερες μελέτες χρειάζεται να πραγματοποιηθούν έτσι ώστε να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα αυτά. Παρόλο που η κατανόηση αυτών των μεταβολών είναι περιορισμένη, τα προηγούμενα αποτελέσματα και οι ταχύτατες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα υπόσχονται νέους διαγνωστικούς δείκτες και θεραπευτικούς στόχους για τις παθήσεις του κερατοειδούς στο προσεχές μέλλον.