Mitochondrial quality control in non-exudative age-related macular degeneration : from molecular mechanisms to structural and functional recovery

• Autores: Dieguez, Hernán H.; Romeo, Horacio; Alaimo, Agustina; Bernal Aguirre, Nathaly Azucena; Adán Aréan, Juan S.; Álvarez, Silvia; Sciurano, Roberta; Rosenstein, Ruth E.; Dorfman, Damián
• Año de publicación: 2024
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: Free radical biology & medicine
• Materia: CELULAS; RETINA; MITOCONDRIAS; METFORMINA
• Institución: Pontificia Universidad Católica Argentina

Fil: Dieguez, Hernán H. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina
Fil: Dieguez, Hernán H. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Romeo, Horacio. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Ingeniería y Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Romeo, Horacio. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina
Fil: Romeo, Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Alaimo, Agustina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Laboratorio Interdisciplinario de Dinámica Celular y Nanoherramientas. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Alaimo, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Bernal Aguirre, Nathaly Azucena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina
Fil: Bernal Aguirre, Nathaly Azucena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Laboratorio de Neuroquímica Retiniana y Oftalmología Experimental. Bioquímica Humana; Argentina
Fil: Bernal Aguirre, Nathaly Azucena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Calanni, Juan Salvador. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina
Fil: Calanni, Juan Salvador. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Laboratorio de Neuroquímica Retiniana y Oftalmología Experimental. Bioquímica Humana; Argentina
Fil: Calanni, Juan Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Adán Aréan, Juan S. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Adán Aréan, Juan S. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Álvarez, Silvia. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Álvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Sciurano, Roberta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Departamento de Biología Celular, Histología, Embriología y Genética; Argentina
Fil: Sciurano, Roberta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Rosenstein, Ruth E. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Neuroquímica de Retina y Oftalmología Experimental; Argentina
Fil: Rosenstein, Ruth E. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica Humana; Argentina
Fil: Dieguez, Hernán H. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica Humana. Laboratorio de Neuroquímica de Retina y Oftalmología Experimental; Argentina
Fil: Dorfman, Damián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica Humana. Laboratorio de Neuroquímica de Retina y Oftalmología Experimental; Argentina
Fil: Dorfman, Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina
Abstract: Non-exudative age-related macular degeneration (NE-AMD) is the leading blindness cause in the elderly. Clinical and experimental evidence supports that early alterations in macular retinal pigment epithelium (RPE) mitochondria play a key role in NE-AMD-induced damage. Mitochondrial dynamics (biogenesis, fusion, fission, and mitophagy), which is under the central control of AMP-activated kinase (AMPK), in turn, determines mitochondrial quality. We have developed a NE-AMD model in C57BL/6J mice induced by unilateral superior cervical ganglionectomy (SCGx), which progressively reproduces the disease hallmarks circumscribed to the temporal region of the RPE/outer retina that exhibits several characteristics of the human macula. In this work we have studied RPE mitochondrial structure, dynamics, function, and AMPK role on these parameters’ regulation at the nasal and temporal RPE from control eyes and at an early stage of experimental NE-AMD (i.e., 4 weeks post-SCGx). Although RPE mitochondrial mass was preserved, their function, which was higher at the temporal than at the nasal RPE in control eyes, was significantly decreased at 4 weeks post-SCGx at the same region. Mitochondria were bigger, more elongated, and with denser cristae at the temporal RPE from control eyes. Exclusively at the temporal RPE, SCGx severely affected mitochondrial morphology and dynamics, together with the levels of phosphorylated AMPK (p-AMPK). AMPK activation with metformin restored RPE p-AMPK levels, and mitochondrial dynamics, structure, and function at 4 weeks post-SCGx, as well as visual function and RPE/outer retina structure at 10 weeks post-SCGx. These results demonstrate a key role of the temporal RPE mitochondrial homeostasis as an early target for NE-AMD-induced damage, and that pharmacological AMPK activation could preserve mitochondrial morphology, dynamics, and function, and, consequently, avoid the functional and structural damage induced by NE-AMD.