Genotyping methods for Fuchs corneal endothelial dystrophy

Abstract

Fuchs endothelial corneal dystrophy (FECD) is a genetic degenerative disease characterized by the progressive degradation of the corneal endothelium, often leading to vision loss. It is the leading cause of corneal transplantation in the Western world. FECD is more common in Europe and the United States, particularly among women. FECD manifests in two forms: an early-onset, rare form linked to mutations in the COL8A2 gene, and a late-onset, more common form associated with the expansion of the CTG18.1 triplet in the TCF4 gene. This expansion is present in about 70% of Caucasian patients with the late-onset form and can cause cellular dysfunctions. In this article, we present a review of the techniques used to genotype variants of genes associated with FECD. Six genotyping methods have been identified. Each method has advantages and disadvantages in terms of cost, throughput, sensitivity, and specificity: STR PCR, TP PCR, Southern Blot, Sanger Sequencing, short-read NGS, and long-read NGS. FECD presents complex genetic challenges. A combined approach using various genotyping techniques is necessary for a comprehensive characterization. Two strategies seem promising for diagnosis and research in this field: (1) the combination of STR PCR and TP PCR followed by short-read or long-read NGS; and (2) long-read NGS alone. These approaches allow for more precise characterization of genetic variants, thus facilitating a better understanding of the underlying mechanisms of FECD.

La dystrophie endothéliale cornéenne de Fuchs (FECD) est une maladie dégénérative génétique, caractérisée par la dégradation progressive de l’endothélium cornéen, souvent menant à une perte de vision. Elle est la principale cause de transplantation cornéenne en Occident. La FECD est plus fréquente en Europe et aux États-Unis, surtout chez les femmes. La FECD se manifeste sous deux formes : une forme précoce, rare, liée à des mutations dans le gène COL8A2, et une forme tardive, plus commune, associée à l’expansion du triplet CTG18.1 dans le gène TCF4. Cette expansion est présente chez environ 70 % des patients caucasiens atteints de la forme tardive et peut causer des dysfonctionnements cellulaires. Dans cet article, nous présentons une revue des techniques utilisées pour génotyper les variants des gènes associés à la FECD. Six méthodes de génotypage ont été identifiées. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients en termes de coût, de débit, de sensibilité et de spécificité: STR PCR, TP PCR, Southern Blot, Séquençage Sanger, NGS short-read, NGS long-read. La FECD présente des défis génétiques complexes. Une approche combinant diverses techniques de génotypage est nécessaire pour une caractérisation complète. Deux stratégies semblent être prometteuses pour le diagnostic et la recherche dans ce domaine : (1) la combinaison de la STR PCR et la TP PCR suivie du NGS short-read ou long-read ; ou (2) le NGS long-read. Ces approches permettent une caractérisation plus précise des variants génétiques, facilitant ainsi la compréhension des mécanismes sous-jacents de la FECD.