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

Hemin induces autophagy in a leukemic erythroblast cell line through the LRP1 receptor

Hemin is an erythropoietic inductor capable of inducing autophagy in erythroid-like cell lines. Low-density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1) is a transmembrane receptor involved in a wide range of cellular processes, such as proliferation, differentiation, and metabolism. Our aim was to evaluate whether LRP1 is responsible for hemin activity in K562 cells, with the results demonstrating a three-fold increase in LRP1 gene expression levels (P-values <0.001) when assessed by quantitative real-Time RT-PCR (qRT-PCR). Moreover, a 70% higher protein amount was observed compared with control condition (P-values <0.01) byWestern blot (WB). Time kinetic assays demonstrated a peak in light chain 3 (LC3) II (LC3II) levels after 8 h of hemin stimulation and the localization of LRP1 in the autophagosome structures. Silencing LRP1 by siRNA decreased drastically the hemin-induced autophagy activity by almost 80% compared with control cells (P-values <0.01). Confocal localization and biochemical analysis indicated a significant redistribution of LRP1 from early endosomes and recycling compartments to late endosomes and autophagolysosomes, where the receptor is degraded. We conclude that LRP1 is responsible for hemin-induced autophagy activity in the erythroblastic cell line and that hemin-LRP1 complex activation promotes a self-regulation of the receptor. Our results suggest that hemin, via the LRP1 receptor, favors erythroid maturation by inducing an autophagic response, making it a possible therapeutic candidate to help in the treatment of hematological disorders.Fil: Grosso, Rubén Adrián. 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; ArgentinaFil: Subirada Caldarone, Paula Virginia. 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: Sánchez Idiart, María Cecilia. 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: Chiabrando, Gustavo Alberto. 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: Colombo, Maria Isabel. 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; 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; 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

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 sobre el efecto de hipoxia en enfermedades neovasculares y neurodegenerativas retinales : mecanismos de autofagia y su reacción con la muerte neuronal

Tesis (Dra. En Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2020.Es sabido que uno de los principales insultos causante de las retinopatías proliferativas es la hipoxia, la cual es capaz de inducir neovascularización (NV) y neurodegeneración. Para mantener la homeostasis las neuronas requieren eficientes sistemas de degradación y reciclado, como la autofagia. Esta vía constituye un mecanismo de supervivencia que incrementa su flujo ante diversos estresores, aunque también puede participar en la muerte de células retinales. En este trabajo, analizamos el rol de la autofagia en tres puntos claves del modelo murino de retinopatía inducida por oxígeno (OIR) y determinamos si su modulación puede mejorar las alteraciones vasculares y no vasculares retinales. Como herramienta para determinar el flujo autofágico, los experimentos fueron llevados a cabo con cloroquina (CQ), lo cual permitió monitorear la acumulación de autofagosomas, en el tiempo, por bloqueo lisosomal. Nuestros experimentos mostraron que retinas murinas OIR extraídas en el día posnatal (P) 17 presentaron un incremento significativo en el flujo autofágico. En particular, se observó una intensa marca de LC3B y p62 en las capas internas de la retina, principalmente en células endoteliales (CEs). Con el objetivo de develar cómo el proceso autofágico participa en las distintas etapas del modelo OIR, nos propusimos inhibir la vía autofágica mediante una inyección intraocular de 3 metiladenina (3MA) a dos tiempos característicos: P12 (coincidente con la salida de la cámara de hiperoxia) y P17 (punto máximo de NV). Nuestros resultados mostraron que 3MA logró reducir los niveles de LC3B II luego de 24 horas de la inyección intraocular. Interesantemente, la inyección de 3MA en P12 incrementó la gliosis y el número de células TUNEL positivas y tendió a disminuir la funcionalidad retinal a P17. Resultados similares se obtuvieron a P26 OIR en aquellos ratones que recibieron la inyección de 3MA en P12. En referencia a las alteraciones vasculares, el tratamiento con 3MA en P12 redujo el área avascular y neovascular significativamente. En contraposición, la administración de 3MA en P17 no afectó ninguno de los parámetros anteriormente determinados, evidenciando que el bloqueo de la autofagia en etapas más tardías no afecta significativamente a la retina neural. Los efectos a nivel vascular, glial y neuronal de disrupción del flujo autofágico fueron corroborados con Spautin-1, un inhibidor específico de la vía. Una única dosis de Spautin-1 administrada a P12 logró disminuir significativamente la expresión proteica de LC3B II, restableciendose a los niveles del control OIR a P17. Además, el tratamiento no logró atenuar la gliosis ni las alteraciones funcionales. En línea con estos resultados, el ensayo de TUNEL evidenció un ligero incremento en el número de células positivas en la capa de células fotorreceptoras (ONL) a P17 OIR. Posteriormente, evaluamos si la inducción del flujo autofágico producía cambios en el modelo de OIR. Luego de una única inyección intraocular de Rapamicina a P12 OIR, se observó una disminución significativa en el área neovascular retinal, así como una menor expresión proteica del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) a P17. Adicionalmente, el tratamiento con Rapamicina disminuyó la expresión de la proteína ácida fibrilar glial (GFAP) a P26 OIR, sin embargo, las alteraciones funcionales persistieron. Empleando un esquema terapéutico similar, analizamos el efecto de la terapia anti-VEGF sobre el flujo autofágico. Al igual que Rapamicina, el tratamiento con inhibidor de VEGF no solo disminuyó el número de ovillos neovasculares, sino que también activó el flujo autofágico a P17 OIR, principalmente en la capa de células ganglionares (GCL) y la capa nuclear interna (INL). En conjunto nuestros resultados demuestran que todos los tratamientos de inducción e inhibición del flujo autofágico fueron capaces de reducir el área neovascular pero no lograron revertir el daño neuronal. Asimismo, comparado con los actuales tratamientos oftalmológicos, Rapamicina constituye una estrategia terapéutica más prometedora ya que reduce tanto la NV como el estrés glial persistente. En función de los cambios vasculares y neuro-gliales observados en el modelo murino de OIR, decidimos indagar si las células gliales de Müller (CGM) participan regulando dichos eventos. Para ello se realizaron ensayos in vitro exponiendo las células de la línea humana inmortalizada MIO-M1 a condiciones de normoxia, hipoxia gaseosa o hipoxia química (con Cloruro de Cobalto). Confirmamos por Western blot e inmunofluorescencia un incremento en el flujo autofágico a 4 horas de estímulo con hipoxia gaseosa, observándose el restablecimiento de los niveles de LC3B II y p62 hasta niveles controles a tiempos más prolongados (24 horas). Por otra parte, se observaron niveles elevados de LC3B II a 4 y 24 horas en presencia de hipoxia química inducida por Cloruro de Cobalto. En nuestro sistema celular, la hipoxia gaseosa incrementó los niveles proteicos de la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), sin modificar los niveles de la enzima glutamina sintetasa (GS) y vimentina. Análogamente a lo observado en el modelo animal, Rapamicina (y en menor medida otro inductor autofágico, Resveratrol) disminuyeron la expresión proteica de GFAP. La participación de las CGM en eventos proliferativos vasculares fue evaluada incubando CEs con sobrenadantes de MIO-M1 expuestos a normoxia o hipoxia y en presencia o ausencia de moduladores del flujo autofágico. En ensayos de tubulogénesis observamos que los sobrenadantes hipóxicos de CGM en presencia de Rapamicina y Spautin-1 disminuyeron significativamente la formación de estructuras tubulares vasculares, en tanto que Resveratrol inhibió la tubulogénesis tanto en normoxia como en hipoxia. En suma, ambos abordajes (in vitro e in vivo) refuerzan nuestras observaciones y vislumbran potenciales agentes terapéuticos con principal efecto sobre los componentes vasculares y gliales. Más aún, estas mejoras retinales podrían ser alcanzadas mediante la modulación específica de las funciones de las CGM, previniendo efectos secundarios de las drogas sobre otras células retinales. Esperamos que nuestros aportes inspiren nuevas preguntas en este y otros campos de investigación, y se traduzcan en un progreso para el tratamiento de las retinopatías isquémicas proliferativas.2023-05-01Subirada Caldarone, Paula Virginia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Sánchez, María Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Contin, María Ana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Iribarren, Pablo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Kaiser, Claudio Federico. Universidad Nacional de Cuyo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Histología y Embriología; Argentina.Rotstein, Nora Patricia. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina

IGF-1R Regulates the extracellular level of active MMP-2, pathological neovascularization and functionality in retinas of OIR mouse model

In ischemic proliferative diseases such as retinopathies, persistent hypoxia leads to the release of numerous neovascular factors that participate in the formation of abnormal vessels and eventually cause blindness. The upregulation and activation of metalloproteinases (MMP-2 and MMP-9) represent a final common pathway in this process. Although many regulators of the neovascular process have been identified, the complete role of the insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and its receptor (IGF-1R) appears to be significantly more complex. In this study, we used an oxygen-induced retinopathy (OIR) mouse model as well as an in vitro model of hypoxia to study the role of MMP-2 derived from Müller glial cells (MGCs) and its relation with the IGF-1/IGF-1R system. We demonstrated that MMP-2 protein expression increased in P17 OIR mice, which coincided with the active phase of the neovascular process. Also, glutamine synthetase (GS)-positive cells were also positive for MMP-2, whereas IGF-1R was expressed by GFAP-positive cells, indicating that both proteins were expressed in MGCs. In addition, in the OIR model a single intravitreal injection of the IGF-1R blocking antibody (αIR3) administered at P12 effectively prevented pathologic neovascularization, accelerated physiological revascularization, and improved retinal functionality at P17. Finally, in MGC supernatants, the blocking antibody abolished the IGF-1 effect on active MMP-2 under normoxic and hypoxic conditions without affecting the extracellular levels of pro-MMP-2. These results demonstrate, for the first time, that the IGF-1/IGF-1R system regulates active MMP-2 levels in MGCs, thus contributing to MEC remodeling during the retinal neovascular process.Fil: Lorenc, Valeria E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Johns Hopkins University; Estados UnidosFil: 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: Ferrer, Dario German. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Luna, José Domingo. Centro Privado de Ojos Romagosa-fundación Ver; 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

Metabolic syndrome triggered by fructose diet impairs neuronal function and vascular integrity in ApoE-KO Mouse Retinas: Implications of autophagy deficient activation

Metabolic syndrome is a disorder characterized by a constellation of clinical findings such as elevated blood glucose, hyperinsulinemia, dyslipidemia, hypertension, and obesity. A positive correlation has been found between metabolic syndrome or its components and retinopathy, mainly at microvascular level, in patients without a history of diabetes. Here, we extend the investigations beyond the vascular component analyzing functional changes as well as neuronal and glial response in retinas of Apolipoprotein E knockout (ApoE-KO) mice fed with 10% w/v fructose diet. Given that autophagy dysfunction is implicated in retinal diseases related to hyperglycemia and dyslipidemia, the activation of this pathway was also analyzed. Two months of fructose intake triggered metabolic derangements in ApoE-KO mice characterized by dyslipidemia, hyperglycemia and hyperinsulinemia. An increased number of TUNEL positive cells, in addition to the ganglion cell layer, was observed in the inner nuclear layer in retina. Vascular permeability, evidenced by albumin?Evans blue leakage and extravasation of albumin was also detected. Furthermore, a significant decrease of the glial fibrillary acidic protein expression was confirmed by Western blot analysis. Absence of both Müller cell gliosis and pro-angiogenic response was also demonstrated. Finally, retinas of ApoE-KO FD mice showed defective autophagy activation as judged by LC3B mRNA and p62 protein levels correlating with the increased cell death. These results demonstrated that FD induced in ApoE-KO mice biochemical alterations compatible with metabolic syndrome associated with neuronal impairment and mild vascular alterations in the retina.Fil: 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 Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Barcelona, Pablo Federico. 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: 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 Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; 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: Chiabrando, Gustavo Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Castro, Claudia Magdalena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; 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