METABOLIC MEMORY IN PIEDE DIABETICO (DFS): MODIFICHE EPIGENETICHE SULL'ESPRESSIONE DEI MICRO-RNA E DEI POLIMORFISMI A SINGOLO NUCLEOTIDE (SNP) IN UNA COORTE DI PAZIENTI CON PIEDE DIABETICO E CORRELAZIONE CON GLI INDICI DI DISFUNZIONE ENDOTELIALE ADIPO-INFIAMMATORIA

BackgroundDiabetic foot is a significant cause of morbidity in diabetic patients, with a rate that is approximately twice that of patients without foot ulcers. “Metabolic memory” represents the epigenetic changes induced by chronic hyperglycaemia, despite the correction of the glucose levels themselves. These epigenetic modifications appear to perpetuate the damage caused by persistently elevated glucose levels even in their absence, acting at various levels, mostly affecting the molecular processes of diabetic ulcer healing.MethodsThe aim of our cross-sectional study was to analyse a cohort of patients with diabetes with and without lower limb ulcers.We examined the effects of epigenetic changes on miRNA 126, 305, and 217 expression and the frequency of the SNPs of genes encoding inflammatory molecules (e.g., IL-6 and TNF-alpha) and their correlations with serum levels of proangiogenic molecules (e.g., ENOS, VEGF and HIF-1alpha) and several adipokines as well as with endothelial dysfunction, assessed noninvasively by reactive hyperaemia peripheral artery tonometry.Between March 2022 and march 2023, 110 patients were enrolled into the study: 50 diabetic patients with diabetic foot injuries, 40 diabetic patients without ulcerative complications and 20 nondiabetic patients as the control group.ResultsDiabetic subjects with lower limb ulcerative lesions exhibited higher levels of inflammatory cytokines, such as VEGF (191.40 ± 200 pg/mL vs. 98.27 ± 56.92 pg/mL vs. 71.01 ± 52.96 pg/mL; p = 0.22), HIF-1alpha (40.18 ± 10.80 ng/mL vs. 33.50 ± 6.16 ng/mL vs. 33.85 ± 6.84 ng/mL; p = 0.10), and Gremlin-1 (1.72 ± 0.512 ng/mL vs. 1.31 ± 0.21 ng/mL vs. 1.11 ± 0.19 ng/mL; p < 0.0005), than those without lower limb ulcers and healthy controls. Furthermore, we observed that miR-217-5p and miR-503-5p were 2.19-fold (p < 0.05) and 6.21-fold (p = 0.001) more highly expressed in diabetic foot patients than in healthy controls, respectively. Additionally, diabetic patients without lower limb ulcerative complications showed 2.41-fold (p = 0) and 2.24-fold (p = 0.029) higher expression of miR-217-5p and miR-503-5p, respectively, than healthy controls. Finally, diabetic patients with and without ulcerative complications of the lower limbs showed higher expression of the VEGFC2578A CC polymorphism (p = 0.001) and lower expression of the VEGFC2578A AC polymorphism (p < 0.005) than the healthy control population. We observed a significant increase in Gremlin-1 levels in patients with diabetic foot, suggesting that this inflammatory adipokine may serve as a predictive marker for the diagnosis of diabetic foot.ConclusionsOur results highlighted that patients with diabetic foot showed predominant expression of the VEGF C2578A CC polymorphism and reduced expression of the AC allele. Additionally, we found an overexpression of miR-217-5p and miR-503-5p in diabetic patients with and without diabetic foot syndrome compared with healthy controls.These results align with those reported in the literature, in which the overexpression of miR-217-5p and miR-503-5p in the context of diabetic foot is reported. The identification of these epigenetic modifications could therefore be helpful in the early diagnosis of diabetic foot and the treatment of risk factors. However, further studies are necessary to confirm this hypothesis.

BackgroundIl piede diabetico rappresenta una causa significativa di morbilità nei pazienti diabetici, con un’incidenza approssimativamente doppia rispetto ai pazienti senza ulcere del piede. La “memoria metabolica” rappresenta le modificazioni epigenetiche indotte dall’iperglicemia cronica, nonostante la successiva correzione dei livelli glicemici. Tali modificazioni epigenetiche sembrano perpetuare il danno causato da livelli di glucosio persistentemente elevati anche in loro assenza, agendo a diversi livelli e influenzando principalmente i processi molecolari coinvolti nella guarigione delle ulcere diabetiche.MetodiL’obiettivo di questo studio trasversale era analizzare una coorte di pazienti diabetici con e senza ulcere agli arti inferiori.Abbiamo esaminato gli effetti delle modificazioni epigenetiche sull’espressione dei miRNA 126, 305 e 217 e la frequenza dei polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) dei geni che codificano per molecole infiammatorie (ad esempio IL-6 e TNF-alfa), nonché le loro correlazioni con i livelli sierici di molecole pro-angiogeniche (ad esempio eNOS, VEGF e HIF-1α), di diverse adipochine e con la disfunzione endoteliale, valutata in modo non invasivo mediante tonometria arteriosa periferica con iperemia reattiva.Tra marzo 2022 e marzo 2023 sono stati arruolati 110 pazienti: 50 pazienti diabetici con lesioni da piede diabetico, 40 pazienti diabetici senza complicanze ulcerative e 20 pazienti non diabetici come gruppo di controllo.RisultatiI soggetti diabetici con lesioni ulcerative agli arti inferiori hanno mostrato livelli più elevati di citochine infiammatorie, quali VEGF (191,40 ± 200 pg/mL vs 98,27 ± 56,92 pg/mL vs 71,01 ± 52,96 pg/mL; p = 0,22), HIF-1α (40,18 ± 10,80 ng/mL vs 33,50 ± 6,16 ng/mL vs 33,85 ± 6,84 ng/mL; p = 0,10) e Gremlin-1 (1,72 ± 0,512 ng/mL vs 1,31 ± 0,21 ng/mL vs 1,11 ± 0,19 ng/mL; p < 0,0005), rispetto ai soggetti diabetici senza ulcere agli arti inferiori e ai controlli sani.Inoltre, abbiamo osservato che miR-217-5p e miR-503-5p risultavano espressi rispettivamente 2,19 volte (p < 0,05) e 6,21 volte (p = 0,001) in più nei pazienti con piede diabetico rispetto ai controlli sani.I pazienti diabetici senza complicanze ulcerative agli arti inferiori mostravano un’espressione di miR-217-5p e miR-503-5p rispettivamente 2,41 volte (p = 0) e 2,24 volte (p = 0,029) superiore rispetto ai controlli sani.Infine, i pazienti diabetici con e senza complicanze ulcerative degli arti inferiori presentavano una maggiore espressione del polimorfismo VEGF C2578A CC (p = 0,001) e una ridotta espressione del polimorfismo VEGF C2578A AC (p < 0,005) rispetto alla popolazione di controllo sana.È stato inoltre osservato un aumento significativo dei livelli di Gremlin-1 nei pazienti con piede diabetico, suggerendo che questa adipochina infiammatoria possa rappresentare un potenziale marker predittivo per la diagnosi di piede diabetico.ConclusioniI nostri risultati evidenziano che i pazienti con piede diabetico presentano una predominante espressione del polimorfismo VEGF C2578A CC e una ridotta espressione dell’allele AC. Inoltre, è stata riscontrata una sovraespressione di miR-217-5p e miR-503-5p nei pazienti diabetici con e senza sindrome del piede diabetico rispetto ai controlli sani.Questi risultati sono in linea con quanto riportato in letteratura, che descrive la sovraespressione di miR-217-5p e miR-503-5p nel contesto del piede diabetico. L’identificazione di tali modificazioni epigenetiche potrebbe quindi risultare utile nella diagnosi precoce del piede diabetico e nel trattamento dei fattori di rischio; tuttavia, sono necessari ulteriori studi per confermare questa ipotesi.