Animal models of diabetic retinopathy: understanding the pathogenesis and potential use in the development of new therapeutic agents

La retinopatía diabética (RD) es la complicación microvascular más común de la diabetes y una de las principales causas de ceguera en todo el mundo. Varios modelos animales, generados por inducción farmacológica, dietas hipocalóricas y de forma espontánea por endogamia selectiva o modificación genética, han sido utilizados para investigar la patogénesis de la RD. Entre ellos, los roedores han sido los más estudiados debido a su corto tiempo de generación,a la hiperglucemia heredada y/o a la obesidad que afecta a ciertas cepas. En particular, los ratones han demostrado ser útiles para el estudio de las etapas iniciales de la RD. Sin embargo, actualmente ningún modelo animal es capaz de reproducir las complicaciones vasculares y no vasculares asociadas con las etapas más avanzadas,encontradas en humanos. En esta revisión, intentamos destacar las ventajas y desventajas de estos modelos y brindar información para la planificación de estudios que apunten al mejor entendimiento de la RD así como al desarrollo de nuevas estrategias farmacológicas útiles para su prevención y tratamiento.Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complications of diabetes and one of the leading causes of blindness worldwide. Several animal models have been generated by pharmacological induction, feeding a galactose diet and spontaneously by selective inbreeding or genetic modification. Among them, rodents have been the most studied because of their short generation time, and the inherited to hyperglycemia and / or obesity that affects certain strains. Particularly, mice have shown to be a useful tool for the study of early, non-proliferative stage of the DR. However, at this time no animal model has yet been found to reproduce the vascular and nonvascular complications associated with advanced stages of the disease. In this review, we show the advantages and disadvantages of these models and we also provide information for planning experimental studies of DR that will lead to new strategies for its prevention and treatment.Fil: Subirada Caldarone, Paula Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sanchez, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

IGF-1 Regulates the extracellular level of active MMP-2 and promotes Müller glial cell motility

In ischemic proliferative retinopathies, Müller glial cells (MGCs) acquire migratory abilities. However, the mechanisms that regulate this migration remain poorly understood. In addition, proliferative disorders associated with enhanced activities of matrix metalloproteinases (MMPs) also involve insulin-like growth factor (IGF)-1 participation. Therefore, the main interest of this work was to investigate the IGF-1 effect on the extracellular proteolytic activity in MGCs.Methods: Cell culture supernatants and cell lysates of the human MGC line MIO-M1 stimulated with IGF-1 were analyzed for MMP-2 by zymographic and Western blot analysis. The MGCs´ motility was evaluated by scratch wound assay. The MMP-2, β1-integrin, and focal adhesions were detected by confocal microscopy. The localization of active MMPs and actin cytoskeleton were evaluated by in situ zymography.Results: The IGF-1 induced the activation of canonical signaling pathways through the IGF-1R phosphorylation. Culture supernatants showed a relative decrease in the active form of MMP-2, correlating with an increased accumulation of MMP-2 protein in the MGCs´ lysate. The IGF-1 effect on MMP-2 was abolished by an IGF-1R blocking antibody, αIR3, as well as by the PI3-kinase inhibitor, LY294002. The IGF-1 increased the migratory capacity of MGCs, which was blocked by the GM6001 MMP inhibitor, LY294002 and αIR3. Finally, IGF-1 induced the intracellular distribution of MMP-2 toward cellular protrusions and the partial colocalization with β1-integrin and phospo-focal adhesion kinase signals. Gelatinase activity was concentrated along F-actin filaments.Conclusions: Taken together, these data indicate that IGF-1, through its receptor activation, regulates MGCs´ motility by a mechanism that involves the MMP-2 and PI3K signaling pathway.Fil: Lorenc, Valeria Erika. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Jaldín Fincati, Javier Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Luna Pinto, Jose Domingo. Departamento de Vítreo-retina, Centro Privado de Ojos R; ArgentinaFil: Chiabrando, Gustavo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sanchez, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Effect of autophagy modulators on vascular, glial, and neuronal alterations in the oxygen-induced retinopathy mouse model

Hypoxia is one of the main insults in proliferative retinopathies, leading to neovascularization and neurodegeneration. To maintain homeostasis, neurons require efficient degradation and recycling systems. Autophagy participates in retinal cell death, but it is also a cell survival mechanism. Here, we analyzed the role of autophagy at the three characteristic time periods in the oxygen-induced retinopathy (OIR) mouse model and determined if its modulation can improve vascular and non-vascular alterations. Experiments were performed with chloroquine (CQ) in order to monitor autophagosome accumulation by lysosomal blockade. Post natal day (P)17 OIR mouse retinas showed a significant increase in autophagy flux. In particular, an intense LC3B and p62 staining was observed in inner layers of the retina, mainly proliferating endothelial cells. After a single intraocular injection of Rapamycin at P12 OIR, a decreased neovascular area and vascular endothelial growth factor (VEGF) protein expression were observed at P17 OIR. In addition, whereas the increased expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) was reversed at P26 OIR, the functional alterations persisted. Using a similar therapeutic schedule, we analyzed the effect of anti-VEGF therapy on autophagy flux. Like Rapamycin, VEGF inhibitor treatment not only reduced the amount of neovascular tufts, but also activated autophagy flux at P17 OIR, mainly in ganglion cell layer and inner nuclear layer. Finally, the effects of the disruption of autophagy by Spautin-1, were evaluated at vascular, glial, and neuronal levels. After a single dose of Spautin-1, Western blot analysis showed a significant decrease in LC3B II and p62 protein expression at P13 OIR, returning both autophagy markers to OIR control levels at P17. In addition, neither gliosis nor functional alterations were attenuated. In line with these results, TUNEL staining showed a slight increase in the number of positive cells in the outer nuclear layer at P17 OIR. Overall, our results demonstrate that all treatments of induction or inhibition of the autophagic flux reduced neovascular area but were unable to completely reverse the neuronal damage. Besides, compared to current treatments, rapamycin provides a more promising therapeutic strategy as it reduces both neovascular tufts and persistent gliosis.Fil: Subirada Caldarone, Paula Virginia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Paz, Maria Constanza. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ridano, Magali Evelin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. Universidad Austral; Argentina. Nanomedicine and Vision Group, Facultad de Ciencias Biomédicas, Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional, Universidad Austral, Consejo Nacional de Investigaciones en Ciencia y Tecnología (CONICET), Pilar; ArgentinaFil: Fader Kaiser, Claudio Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Odontologia; ArgentinaFil: Chiabrando, Gustavo Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sanchez, Maria Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

A collagen IV-derived peptide disrupts α5β1 integrin and potentiates Ang2/Tie2 signaling

The angiopoietin (Ang)/Tie2 signaling pathway is essential for maintaining vascular homeostasis, and its dysregulation is associated with several diseases. Interactions between Tie2 and α5 β1 integrin have emerged as part of this control; however, the mechanism is incompletely understood. AXT107, a collagen IV–derived peptide, has strong antipermeability activity and has enabled the elucidation of this previously undetermined mechanism. Previously, AXT107 was shown to inhibit VEGFR2 and other growth factor signaling via receptor tyrosine kinase association with specific integrins. AXT107 disrupts α5 β1 and stimulates the relocation of Tie2 and α5 to cell junctions. In the presence of Ang2 and AXT107, junctional Tie2 is activated, downstream survival signals are upregulated, F-actin is rearranged to strengthen junctions, and, as a result, endothelial junctional permeability is reduced. These data suggest that α5 β1 sequesters Tie2 in nonjunctional locations in endothelial cell membranes and that AXT107-induced disruption of α5 β1 promotes clustering of Tie2 at junctions and converts Ang2 into a strong agonist, similar to responses observed when Ang1 levels greatly exceed those of Ang2. The potentiation of Tie2 activation by Ang2 even extended to mouse models in which AXT107 induced Tie2 phosphorylation in a model of hypoxia and inhibited vascular leakage in an Ang2-overexpression transgenic model and an LPS-induced inflammation model. Because Ang2 levels are very high in ischemic diseases, such as diabetic macular edema, neovascular age-related macular degeneration, uveitis, and cancer, targeting α5 β1 with AXT107 provides a potentially more effective approach to treat these diseases.Fil: Mirando, Adam C.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Shen, Jikui. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Silva, Raquel Lima E.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Chu, Zenny. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Sass, Nicholas C.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Lorenc, Valeria Erika. University Johns Hopkins; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Green, Jordan J.. University Johns Hopkins; Estados Unidos. AsclepiX Therapeutics; Estados UnidosFil: Campochiaro, Peter A.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Popel, Aleksander S.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Pandey, Niranjan B.. University Johns Hopkins; Estados Unidos. AsclepiX Therapeutics; Estados Unido

Galectin-1 expression imprints a neurovascular phenotype in proliferative retinopathies and delineates responses to anti-VEGF

Neovascular retinopathies are leading causes of irreversible blindness. Although vascular endothelial growth factor (VEGF) inhibitors have been established as the mainstay of current treatment, clinical management of these diseases is still limited. As retinal impairment involves abnormal neovascularization and neuronal degeneration, we evaluated here the involvement of galectin-1 in vascular and non-vascular alterations associated with retinopathies, using the oxygen-induced retinopathy (OIR) model. Postnatal day 17 OIR mouse retinas showed the highest neovascular profile and exhibited neuro-glial injury as well as retinal functional loss, which persisted until P26 OIR. Concomitant to VEGF up-regulation, galectin-1 was highly expressed in P17 OIR retinas and it was mainly localized in neovascular tufts. In addition, OIR induced remodelling of cell surface glycophenotype leading to exposure of galectin-1-specific glycan epitopes. Whereas VEGF returned to baseline levels at P26, increased galectin-1 expression persisted until this time period. Remarkably, although anti-VEGF treatment in P17 OIR improved retinal vascularization, neither galectin-1 expression nor non-vascular and functional alterations were attenuated. However, this functional defect was partially prevented in galectin-1-deficient (Lgals1-/-) OIR mice, suggesting the importance of targeting both VEGF and galectin-1 as non-redundant independent pathways. Supporting the clinical relevance of these findings, we found increased levels of galectin-1 in aqueous humor from patients with proliferative diabetic retinopathy and neovascular glaucoma. Thus, using an OIR model and human samples, we identified a role for galectin-1 accompanying vascular and non-vascular retinal alterations in neovascular retinopathies.Fil: Ridano, Magali Evelin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Subirada Caldarone, Paula Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Paz, Maria Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Stupirski, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gramajo, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Luna, José Domingo. Clinica de Ojos Romagosa, Fundacion Ver; ArgentinaFil: Croci Russo, Diego Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Rabinovich, Gabriel Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.exactas Físicas y Naturales. Departamento de Química. Cátedra de Química Biologica; ArgentinaFil: Garcia Sanchez, Maria Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Neovascular retinopathies: etiology and models of study for searching new therapeutic targets

Las retinopatías neovasculares se encuentran dentro de las principales causas de ceguera. En estas patologías, el déficit visual es causado en parte por un desbalance de factores angiogénicos posterior a un evento isquémico, que provoca la formación de neovasos, hemorragias, entre otros, con reducción parcial o total de la visión. El factor de crecimiento endotelial vascular A (VEGF-A) es la molécula más estudiada como responsable de la neovascularización retiniana inducida por isquemia en patologías oculares. Los tratamientos existentes para estas retinopatías (fotocoagulación, vitrectomía, inyección intraocular de anticuerpos monoclonales) intentan detenerlas pero solo en casos muy puntuales logran mejorarlas, por lo que la búsqueda de nuevos blancos terapéuticos es un desafío en la actualidad. En esta revisión, proporcionaremos información sobre los conocimientos actuales de la etiología de las retinopatías neovasculares más prevalentes, los modelos de estudio de las mismas y los potenciales blancos terapéuticos nuevos que han surgido de investigaciones mediante la utilización de los mismos.Neovascular retinopathies are the main causes of blindness. In these pathologies, the visual deficit has been caused, at least in part, by an imbalance of angiogenic factors generated by ischemia, which produces neovessel formation and hemorrhages, with a partial or total reduction of vision. Vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) is the most studied molecule that mediates retinal neovascularization induced by ischemia in ocular pathologies. Treatments for these retinopathies (photocoagulation, vitrectomy, intraocular injection of monoclonal antibodies) try to stop them but only in very specific cases they improve it. Therefore, searching new therapeutic targets is a challenge at present. In this review, we will provide information about the current knowledge related to etiology of the most prevalent neovascular retinopathies, in vivo and in vitro models to study them and the new therapeutic candidates that have arisen.Fil: Ridano, Magali Evelin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Luna Pinto, Jose Domingo. Fundación VER; Argentina. Centro Privado de Ojos Romagosa; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. University Johns Hopkins; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Subirada Caldarone, Paula Virginia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Paz, Maria Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Vaglienti, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Barcelona, Pablo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sanchez, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Estudios celulares y moleculares de la neovascularización retinal en mamíferos. Participación del sistema IGF-1/IGF-1R

IGF-1 es un factor de crecimiento que ejerce efectos mitogénicos, de diferenciación, anti-apoptóticos y metabólicos sobre diferentes tipos de células pero también participa en procesos patológicos como la neovascularización (NV) retinal, la cual se encuentra asociada a una excesiva proteólisis de la matriz extracelular (MEC). A nivel de la retina, diferentes enfermedades como la Retinopatía del Prematuro (ROP) y la Retinopatía Diabética Proliferativa (RDP) involucran la NV que puede provocar, en etapas finales de las mismas, la reducción parcial o total de la visión. Se conoce que la hipoxia, principal desencadenante de estas patologías, produce fundamentalmente un desbalance entre factores pro-angiogénicos (VEGF, IGF-1, bFGF, PDGF) y anti-angiogénicos (PEDF, TGF-, Angiostatina, TIMP) que culmina con la NV, siendo este mecanismo en la actualidad el mejor estudiado. Sin embargo, la participación de otros factores independientes de hipoxia como IGF-1, al presente no ha sido completamente esclarecida. Si bien las retinopatías fueron clásicamente consideradas como una enfermedad vascular, evidencias más recientes indican que es también una enfermedad neurodegenerativa, por lo cual más de un tipo celular retinal se ven afectados en este proceso. Al respecto, las células gliales de Müller (CM) que tienen un rol crítico en el mantenimiento de la homeostasis del espacio extracelular así como en la conservación de la integridad de la barrera hemato-retiniana, merecen especial atención en la NV. Su asociación con los vasos retinales así como la capacidad de sintetizar factores como VEGF y metaloproteinasa (MMPs) dejan implícita la relación que existe entre las CM y el desarrollo tanto fisiológico como patológico de la NV retinal. Evidencias preliminares de nuestro laboratorio indican que IGF-1R está altamente expresado en las CM y que bajo estímulo con IGF-1 es capaz de regular la actividad de MMPs, sugiriendo que el sistema IGF-1/IGF-1R participaría en la regulación el complejo proceso de NV en la retina. Por lo cual, el principal interés de esta Tesis fue investigar el efecto de IGF-1 y su receptor sobre la actividad proteolítica extracelular asociada a eventos de migración celular en diferentes modelos experimentales.Para ello, en primer lugar utilizando como modelo experimental in vitro la línea de células gliales humana MIO-M1 demostramos por ensayos de Western blot que IGF-1, al interaccionar con su receptor, promueve la fosforilación del mismo así como la activación de las vías de señalización MAPK/ERK y PI3K/AKT de manera selectiva. A continuación y con el objeto de explorar los efectos de IGF-1 sobre la activación MMPs, se realizaron ensayos de zimografía con los sobrenadantes de células MIO-M1 estimuladas con el factor observándose una disminución relativa de la forma activa de MMP-2, respecto a la obtenida en las células sin estímulo. Esta regulación de la actividad en los sobrenadantes se correlacionó con un incremento en MMP-2 a nivel de lisado celular. Además esta regulación demostró ser mediada por la via de señalamiento intracelular PI3K/AKT. Finalmente, por ensayos de inmunofluorescencia en células MIO-M1 no permeabilizadas observamos, luego del estímulo con IGF-1, una redistribución de la MMP de membrana tipo 1 (MT1-MMP), de MMP-2 y IGF-1R hacia los procesos celulares así como un importante acúmulo de estas proteínas sobre la membrana celular. Finalmente, y considerando que estos hallazgos denotan un fenotipo celular migratorio nos propusimos evaluar por ensayos de herida (scratch wound), el efecto de IGF-1 sobre la capacidad migratoria de las células MIO-M1. Los resultados mostraron que bajo estimulo, las CM incrementaron la capacidad de migración sobre proteínas de matriz extracelular, como colágeno tipo I y laminina siendo este proceso dependiente de la interacción de IGF-1 con su receptor. Habiendo analizado los efectos de IGF-1 sobre la regulación de MMPs en células de Müller, a continuación nos planteamos analizar los efectos de la hipoxia sobre estas proteinasas a modo de reproducir in vitro lo que ocurriría en patologías como las retinopatías. Nuestros estudios, en CM, demostraron que bajo condiciones de hipoxia, si bien la relación de MMP-2/pro-MMP-2 aumentó respecto a normoxia, el efecto de IGF-1 sobre la regulación de MMP-2 fue similar al demostrado en condiciones de normoxia. Además por ensayos de Western blot también observamos que la hipoxia no modifico la expresión proteica de MT1-MMP inducida por IGF-1 en estas células. Finalmente, la relevancia fisiopatológica de los estudios en el modelo in vitro fue evaluada utilizando un modelo de neovascularización inducida por oxigeno (OIR) en ratones, el cual ha sido ampliamente estandarizado y reproducido en nuestro laboratorio a juzgar por la presencia de áreas avasculares así como de ovillos neovasculares hacia la cavidad vítrea. En este modelo se analizó por ensayos de inmunofluorescencia la expresión de IGF-1R observándose en células GFAP positivas, lo cual confirmó que durante el desarrollo IGF-1R se expresa a nivel de astrocitos y bajo condiciones de hipoxia en CM, entre otras. Conociendo que in vitro IGF-1 regula la actividad de MMP-2 en CM, posteriormente evaluamos la expresión de MMP-2 en el tejido retinal. Así, observamos que células positivas para glutamina sintasa (GS) un marcador especifico de CM, fueron positivas para MMP-2 lo cual confirma la expresión de MMP-2, en el modelo in vivo, por las CM. En el modelo de OIR, MMP-2 se expresó preferencialmente en los endfeet de las CM coincidiendo con el área de ovillos NV. Finalmente y con el propósito de analizar la contribución de IGF-1 en los procesos de NV, se administró a P12, por via intraocular, un anticuerpo que bloquea específicamente la activación de IGF-1R, αIR3, en el modelo de OIR. En forma notable, el bloqueo del receptor de IGF-1 logró inhibir la NV así como disminuir el área avascular generando un efecto normalizador en la vasculatura de retinas de animales OIR.En conjunto, estos resultados demuestran que el Sistema IGF-1/IGF-1R regula la actividad de MMP-2 en CM, colaborando con la neovascularización de la retina durante procesos isquémicos proliferativos como las retinopatías. Además, el sistema IGF-1/IGF-1R al actuar como un factor estimulante de la migración de la propia célula de Müller, tendría implicancias tanto durante el desarrollo retinal como en procesos neurodegenerativos. Respecto al primero, actuando como regulador de la migración celular hacia las distintas capas retinales mientras que en el segundo estaría asociado con la aplicación de terapias celulares. Finalmente, el bloqueo terapéutico de IGF-1R en el modelo de OIR, el cual demuestra poseer un gran potencial de normalización de la vasculatura, se convierte en una posible alternativa terapéutica para el tratamiento de las retinopatías proliferativas retinales como la ROP y la RDP.Fil: Lorenc, Valeria Erika. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentin

Mechanisms behind retinal ganglion cell loss in diabetes and therapeutic approach

Diabetes produces several changes in the body triggered by high glycemia. Some of these changes include altered metabolism, structural changes in blood vessels and chronic inflammation. The eye and particularly the retinal ganglion cells (RGCs) are not spared, and the changes eventually lead to cell loss and visual function impairment. Understanding the mechanisms resulting in RGC damage and loss from diabetic retinopathy is essential to find an effective treatment. This review focuses mainly on the signaling pathways and molecules involved in RGC loss and the potential therapeutic approaches for the prevention of this cell death. Throughout the manuscript it became evident that multiple factors of different kind are responsible for RGC damage. This shows that new therapeutic agents targeting several factors at the same time are needed. Alpha-1 antitrypsin as an anti-inflammatory agent may become a suitable option for the treatment of RGC loss because of its beneficial interaction with several signaling pathways involved in RGC injury and inflammation. In conclusion, alpha-1 antitrypsin may become a potential therapeutic agent for the treatment of RGC loss and processes behind diabetic retinopathy.Fil: Potilinski, María Constanza. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Perisset, Sofía. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Gallo, Juan Eduardo Maria. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentin

New insights into oxidative stress and immune mechanisms involved in age-related macular degeneration tackled by novel therapies

The prevalence of age-related macular degeneration (AMD) has increased in the last years. Although anti-VEGF agents have improved the prognosis of exudative AMD, dry AMD has still devastating effects on elderly people vision. Oxidative stress and inflammation are mechanisms involved in AMD pathogenesis and its progression. Molecular pathways involving epidermal growth factor receptor (EGFR), bone morphogenetic protein (BMP4) and the nuclear erythroid related factor 2 (Nrf2) are behind oxidative stress in AMD due to their participation in antioxidant cellular pathways. As a consequence of the disbalance produced in the antioxidant mechanisms, there is an activation of innate and adaptative immune response with cell recruitment, changes in complement factors expression, and modification of cellular milieu. Different therapies are being studied to treat dry AMD based on the possible effects on antioxidant molecular pathways or their action on the immune response. There is a wide range of treatments presented in this review, from natural antioxidant compounds to cell and gene therapy, based on their mechanisms. Finally, we hypothesize that alpha-1-antitrypsin (AAT), an anti-inflammatory and immunomodulatory molecule that can also modulate antioxidant cellular defenses, could be a good candidate for testing in AMD.Fil: Potilinski, María Constanza. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Tate, Pablo Sebastián. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Lorenc, Valeria Erika. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Gallo, Juan Eduardo Maria. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; Argentin

Metipranolol promotes structure and function of retinal photoreceptors in the rd10 mouse model of human retinitis pigmentosa

Metipranolol is a b-adrenergic receptor antagonist that is given orally for the treatment of hypertension and also applied topically to the cornea for treating glaucoma. It also inhibits nitrosative stress which has previously been shown to be the cause of cone photoreceptor death in retinitis pigmentosa. In this study, we tested the hypothesis that metipranolol protects photoreceptor structure and function in the mouse model rd10. At P35, compared with vehicle-treated rd10 mice in which rod degeneration was nearly complete, rd10 mice given daily subcutaneous injections of 40 mg/kg of metipranolol had reduction in markers of nitrosative stress, fewer TUNELpositive cells, increased outer nuclear layer thickness, and substantially more staining for rhodopsin. This was accompanied by significantly higher mean scotopic and photopic electroretinogram b-wave amplitudes indicating improved photoreceptor function. At P50, metipranolol-treated rd10 mice had decreased 3-nitrotyrosine staining in the retina, increased immunostaining for cone arrestin, a marker for cone photoreceptors, and significantly higher scotopic and photopic b-wave amplitudes at the highest stimulus intensity compared with vehicle-treated mice. At P65, cone density was significantly higher in metipranolol-treated versus vehicle-injected rd10 mice. Metipranolol applied as eye drops promoted cone photoreceptor function in retinas of rd10 mice greater than subcutaneously injected metipranolol. The reduced nitrosative damage and rescue of functional loss of photoreceptors in rd10 mice suggests that metipranolol, a drug with established ocular safety and tolerability, may have potential for treating patients with retinitis pigmentosa.Fil: Kanan, Yogita. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Khan, Mahmood. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Lorenc, Valeria Erika. University Johns Hopkins; Estados Unidos. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Long, Da. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Chadha, Rishi. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Sciamanna, Jason. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Green, Ken. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Campochiaro, Peter A.. University Johns Hopkins; Estados Unido