Mitochondrial-Targeted Therapies Require Mitophagy to Prevent Oxidative Stress Induced by SOD2 Inactivation in Hypertrophied Cardiomyocytes
Victoriane Peugnet,
Maggy Chwastyniak,
Paul Mulder,
Steve Lancel,
Laurent Bultot,
Natacha Fourny,
Edith Renguet,
Heiko Bugger,
Olivia Beseme,
Anne Loyens,
Wilfried Heyse,
Vincent Richard,
Philippe Amouyel,
Luc Bertrand,
Florence Pinet,
Emilie Dubois-Deruy
Affiliations
Victoriane Peugnet
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Maggy Chwastyniak
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Paul Mulder
Normandie Univ, UNIROUEN, Inserm U1096, FHU-REMOD-HF, 76000 Rouen, France
Steve Lancel
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Laurent Bultot
Pole of Cardiovascular Research, Institut de Recherche Expérimentale et Clinique, UCLouvain, 1200 Bruxelles, Belgium
Natacha Fourny
Pole of Cardiovascular Research, Institut de Recherche Expérimentale et Clinique, UCLouvain, 1200 Bruxelles, Belgium
Edith Renguet
Pole of Cardiovascular Research, Institut de Recherche Expérimentale et Clinique, UCLouvain, 1200 Bruxelles, Belgium
Heiko Bugger
Department of Cardiology and Angiology I, Heart Center Freiburg, Faculty of Medicine, University of Freiburg, 79085 Freiburg, Germany
Olivia Beseme
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Anne Loyens
Univ. Lille, CNRS, Inserm, CHU Lille, Institut de Recherche Contre le Cancer de Lille, UMR9020-UMR-S 1277-Canther-Cancer Heterogeneity, Plasticity and Resistance to Therapies, 59000 Lille, France
Wilfried Heyse
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Vincent Richard
Normandie Univ, UNIROUEN, Inserm U1096, FHU-REMOD-HF, 76000 Rouen, France
Philippe Amouyel
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Luc Bertrand
Pole of Cardiovascular Research, Institut de Recherche Expérimentale et Clinique, UCLouvain, 1200 Bruxelles, Belgium
Florence Pinet
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Emilie Dubois-Deruy
Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167-RID-AGE-Facteurs de Risque et Déterminants Moléculaires des Maladies Liées au Vieillissement, 59000 Lille, France
Heart failure, mostly associated with cardiac hypertrophy, is a major cause of illness and death. Oxidative stress causes accumulation of reactive oxygen species (ROS), leading to mitochondrial dysfunction, suggesting that mitochondria-targeted therapies could be effective in this context. The purpose of this work was to determine whether mitochondria-targeted therapies could improve cardiac hypertrophy induced by mitochondrial ROS. We used neonatal (NCMs) and adult (ACMs) rat cardiomyocytes hypertrophied by isoproterenol (Iso) to induce mitochondrial ROS. A decreased interaction between sirtuin 3 and superoxide dismutase 2 (SOD2) induced SOD2 acetylation on lysine 68 and inactivation, leading to mitochondrial oxidative stress and dysfunction and hypertrophy after 24 h of Iso treatment. To counteract these mechanisms, we evaluated the impact of the mitochondria-targeted antioxidant mitoquinone (MitoQ). MitoQ decreased mitochondrial ROS and hypertrophy in Iso-treated NCMs and ACMs but altered mitochondrial structure and function by decreasing mitochondrial respiration and mitophagy. The same decrease in mitophagy was found in human cardiomyocytes but not in fibroblasts, suggesting a cardiomyocyte-specific deleterious effect of MitoQ. Our data showed the importance of mitochondrial oxidative stress in the development of cardiomyocyte hypertrophy. We observed that targeting mitochondria by MitoQ in cardiomyocytes impaired the metabolism through defective mitophagy, leading to accumulation of deficient mitochondria.