Mutations in Tissue Inhibitor of Metalloproteinases 3 (TIMP3) cause Sorsby's Fundus Dystrophy (SFD), a dominantly inherited, rare form of macular degeneration that results in vision loss. TIMP3 is synthesized primarily by retinal pigment epithelial (RPE) cells, which constitute the outer blood-retinal barrier. One major function of RPE is the synthesis and transport of vital nutrients, such as glucose, to the retina. Recently, metabolic dysfunction in RPE cells has emerged as an important contributing factor in retinal degenerations. We set out to determine if RPE metabolic dysfunction was contributing to SFD pathogenesis.

Abstract Mutations in Tissue Inhibitor of Metalloproteinases 3 (TIMP3) cause Sorsby’s Fundus Dystrophy (SFD), a dominantly inherited, rare form of macular degeneration that results in vision loss. TIMP3 is synthesized primarily by retinal pigment epithelial (RPE) cells, which constitute the outer blood-retinal barrier. Quantitative proteomics and RNAseq analysis on the choroid/RPE of mice expressing mutant TIMP3 identified a dysregulation in metabolic processes. We examined the effects of mutant TIMP3 on RPE metabolism using human ARPE-19 cells expressing mutant S179C TIMP3 and patient-derived induced pluripotent stem cell-derived RPE (iRPE) carrying the S204C TIMP3 mutation. Stable isotope tracing experiments demonstrated enhanced glucose utilization and glycolytic activity in mutant RPE concomitantly with altered glutamine utilization. This study provides important information on the dysregulation of the metabolome of RPE cells in SFD and implicates a potential commonality with other retinal degenerative diseases, emphasizing RPE cellular metabolism as a therapeutic target.