Research Article

Cholesterol and ocular pathologies: focus on the role of cholesterol-24S-hydroxylase in cholesterol homeostasis

Cholestérol et pathologies oculaires : focus sur le rôle de la cholestérol-24S-hydroxylase dans l’homéostasie du cholestérol

¹ INRA, UMR1324 Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation, 21000 Dijon, France
² CNRS, UMR6265 Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation, 21000 Dijon, France
³ Université de Bourgogne, Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation, 21000 Dijon, France
⁴ CHU Dijon, Service de Biochimie Clinique, 21000 Dijon, France
⁵ CHU Dijon, Service d’Ophtalmologie, 21000 Dijon, France

^* Correspondence: lionel.bretillon@dijon.inra.fr

Received: 28 November 2014
Accepted: 16 December 2014

Abstract

The retina is responsible for coding the light stimulus into a nervous signal that is transferred to the brain via the optic nerve. The retina is formed by the association of the neurosensory retina and the retinal pigment epithelium that is supported by Bruch’s membrane. Both the physical and metabolic associations between these partners are crucial for the functioning of the retina, by means of nutrient intake and removal of the cell and metabolic debris from the retina. Dysequilibrium are involved in the aging processes and pathologies such as age-related macular degeneration, the leading cause of visual loss after the age of 50 years in Western countries. The retina is composed of several populations of cells including glia that is involved in cholesterol biosynthesis. Cholesterol is the main sterol in the retina. It is present as free form in cells and as esters in Bruch’s membrane. Accumulation of cholesteryl esters has been associated with aging of the retina and impairment of the retinal function. Under dietary influence and in situ synthesized, the metabolism of cholesterol is regulated by cell interactions, including neurons and glia via cholesterol-24S-hydroxylase. Several pathophysiological associations with cholesterol and its metabolism can be suggested, especially in relation to glaucoma and age-related macular degeneration.

Résumé

La rétine est le tissu neurosensoriel de l’œil qui assure la transduction visuelle, c’est-à-dire le codage de l’information lumineuse en influx nerveux. Le terme de rétine regroupe l’association de la rétine neurale et de l’épithélium pigmentaire rétinien qui repose sur la membrane de Bruch. L’association physique de ces deux partenaires et leurs interactions métaboliques sont des éléments indispensables au bon fonctionnement de la rétine, à la fois en termes d’apport en nutriments et de maintien de l’homéostasie. Des dérèglements de ces équilibres sont associés au vieillissement et à des pathologies comme la dégénérescence maculaire liée à l’âge, première cause de malvoyance après 50 ans dans les populations occidentales. La rétine neurale est composée de plusieurs types cellulaires, incluant la glie dont le rôle est crucial pour la biosynthèse du cholestérol dans la rétine. Le cholestérol est le principal stérol de la rétine. Il y est présent dans la cellule essentiellement en tant que cholestérol libre et d’esters de cholestérol au niveau extracellulaire dans la membrane de Bruch. L’accumulation de ces esters de cholestérol à ce niveau est un marqueur du vieillissement de la rétine et de la diminution de sa fonction. Sous influence alimentaire et synthétisé localement, le cholestérol est également régulé via les interactions entre populations cellulaires de la rétine, comme entre neurones et glie, via la cholestérol-24S-hydroxylase. Plusieurs liens physiopathologiques sont envisagés avec le cholestérol et son métabolisme en particulier avec les glaucomes ou la dégénérescence maculaire liée à l’âge.