Melatonin prevents non-image-forming visual system alterations induced by experimental glaucoma in rats

Glaucoma is a blindness-causing disease that involves selective damage to retinal ganglion cells (RGCs) and their axons. A subset of RGCs expressing the photopigment melanopsin regulates non-image-forming visual system functions, such as pupillary light reflex and circadian rhythms. We analyzed the effect of melatonin on the non-image-forming visual system alterations induced by experimental glaucoma. For this purpose, male Wistar rats were weekly injected with vehicle or chondroitin sulfate into the eye anterior chamber. The non-image-forming visual system was analyzed in terms of (1) melanopsin-expressing RGC number, (2) anterograde transport from the retina to the olivary pretectal nucleus and the suprachiasmatic nuclei, (3) blue- and white light-induced pupillary light reflex, (4) light-induced c-Fos expression in the suprachiasmatic nuclei, (5) daily rhythm of locomotor activity, and (6) mitochondria in melanopsin-expressing RGC cells. Melatonin prevented the effect of experimental glaucoma on melanopsin-expressing RGC number, blue- and white light-induced pupil constriction, retina-olivary pretectal nucleus, and retina- suprachiasmatic nuclei communication, light-induced c-Fos expression in the suprachiasmatic nuclei, and alterations in the locomotor activity daily rhythm. In addition, melatonin prevented the effect of glaucoma on melanopsin-expressing RGC mitochondrial alterations. These results support that melatonin protected the non-image-forming visual system against glaucoma, probably through a mitochondrial protective mechanism.Fil: González Fleitas, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Devouassoux, Julián Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Aranda, Marcos Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Dieguez, Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Calanni, Juan Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Iaquinandi Murtagh, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Sande, Pablo Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Dorfman, Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Rosenstein, Ruth Estela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentin