Autosomal dominant optic atrophy (ADOA) is a hereditary optic neuropathy characterized by the progressive bilateral loss of vision for which no treatment currently exists. Mutations in the mitochondrial protein Optic Atrophy 1 (Opa1) are associated with ADOA which affect primarily Retinal Ganglion Cells (RGCs) causing optic nerve degeneration. RGCs carrying mutated Opa1 display excess autophagy, accumulation of autophagosomes in axonal hillocks and mitochondrial depletion along axons, all associated with loss of vision in an ADOA mouse model. Remarkably, genetic inhibition of autophagy restored both axonal mitochondria distribution and vision in ADOA mice. We hence reasoned that pharmacological inhibition of pathways connecting ADOA mitochondria to autophagy hyperactivation could restore axonal mitochondrial distribution in ADOA RGCs, ultimately interrupting the pathogenetic cascade that leads to blindness. To this end, we seek to identify drugs rescuing axonal mitochondrial content in ADOA RGCs, and to establish a novel drug delivery strategy to efficiently curtail visual loss in our ADOA mouse model. We are therefore generating the first immortalized RGC line to facilitate our in vitro studies and allow large scale drug screening on ADOA RGCs, as well as developing PLGA microparticles loaded with FK506, a calcineurin inhibitor known to regulate autophagy in RGCs, as means to deliver it to the retina by vitreous injection in the ADOA mouse model and verify if this strategy curtails the visual loss caused by loss of Opa1 in RGCs.
Identificazione di farmaci per l'atrofia ottica autosomica dominante (ADOA): dai modelli cellulari di ADOA alla somministrazione di farmaci veicolati da microparticelle in un modello murino ADOA
L'atrofia ottica autosomica dominante (ADOA) è una neuropatia ottica ereditaria caratterizzata dalla progressiva perdita bilaterale della vista per la quale attualmente non esiste alcun trattamento. Le mutazioni nella proteina mitocondriale Atrofia ottica 1 (Opa1) sono associate all'ADOA che colpisce principalmente le cellule gangliari retiniche (RGC) causando la degenerazione del nervo ottico. Le RGC con Opa1 mutato mostrano un eccesso di autofagia (il meccanismo di riciclo delle componenti cellulari danneggiate) e riduzione del numero dei mitocondri lungo gli assoni. L'inibizione genetica dell'autofagia riesce a ripristinare la visione in un modello murino di ADOA. Abbiamo quindi ragionato che l'inibizione farmacologica dei segnali che scatenano l'iperattivazione autofagica nell'ADOA potrebbe ripristinare interrompere in definitiva la strada che porta alla cecità. Stiamo pertanto cercando di identificare farmaci che ripristinano il contenuto di mitocondri nelle RGC ADOA e di stabilire una nuova strategia di somministrazione di farmaci per ridurre efficacemente la perdita visiva nel nostro modello murino ADOA. Stiamo quindi generando per la prima volta una cellula RGC da coltivare in laboratorio per consentire lo screening di farmaci su larga scala ADOA, e sviluppando microparticelle caricate con FK506, un farmaco noto per regolare l'autofagia negli RGC, in modo da poterlo rilasciare a livello della retina mediante iniezione vitreale nel modello murino ADOA e verificare se questa strategia riduce la perdita visiva nel topo ADOA.
Autosomal Dominant Optic Atrophy