This project intends to develop and validate new antioxidant molecules, obtained through a rational delivery process by specifically targeting mitochondria, with the purpose to improve mitochondrial function. These molecules can be used in a near future as potent and selective active ingredients for cosmetic purposes. Today?s society, as global population keeps aging, pressures us to look ever more beautiful and young increasing the demand for cosmetic solutions that can provide the answers. Currently, most topical products aiming to fight skin aging by minimizing the effects of oxidative stress do so by trying to deliver antioxidants to the skin cells in an untargeted way. Although the relative efficacy of these molecules has been shown in vitro, positive results are obtained only for high concentrations. Oxidative stress plays a major role in both intrinsic and extrinsic skin aging, the latter being of an even greater importance. Chronic free radical assault subverts the structural framework of the skin, giving rise to wrinkles and sagging skin. Mitochondria are sub-cellular organelle intimately involved in the development of skin aging. When mitochondria oxidize, they swell up and become dysfunctional, losing their ability to provide energy. If this process keeps going, mitochondria can stop generating ATP and the cell dies, a point of no return. This whole sequence of events is one of the main causes of skin aging. Thus, efficient ROS detoxification is particularly important in the skin, which is frequently challenged by UV light and mechanical insults or exposed to various irritants. Phytochemicals exert beneficial effects on animal?s health by activating adaptive stress response signaling pathways. Knowledge of hormesis mechanisms is leading to novel approaches for preventing and treating a range of human diseases. In this scenario, mitochondria have been considered a key target for pharmacological intervention strategies. Mitochondria can adapt to external factors and can respond to energetic demand by producing effectors that activate multiple pathways, related to oxidative stress, in a process called mitochondrial hormesis. Moreover, recent results indicate multi-mechanistic general antioxidants or mitochondrial-targeted antioxidants to be effective in preventing oxidative stress-based damage to skin cells. We developed a library of innovative mitochondrial-targeted natural antioxidants (MitoCINs and MitoBENs), in a process that was driven by a biology-oriented approach, effective in preventing mitochondrial oxidative disruption in isolated organelles and cells. The current project is established to mechanistically dissect the hormetic mode-of-action of MitoCINs and MitoBENs and acquire data to validate the performance (proof of concept) in the improvement the phenotype associated with skin aging in different cell models. This is a high-impact and high-profit project, with promising outcomes resulting from its progression and conclusion O projeto pretende desenvolver e testar novas moléculas antioxidantes obtidas através de um processo racional de direcionamento especifico para a mitocôndria, com a finalidade de melhorar a função mitocondrial. Estas podem no futuro ser utilizadas como ingredientes ativos para fins cosméticos mais potentes e seletivos. As sociedades modernas, com o envelhecimento da população, exercem pressão para esta se torne mais bonita e jovem aumentando também a procura por produtos cosméticos que providenciem esse desejo. Atualmente, a maioria dos produtos tópicos combatem o envelhecimento da pele minimizando os efeitos do stress oxidativo, recorrendo ao uso de antioxidantes (inespecificos) nas células da pele. Apesar duma eficácia relativa in vitro, só se verificam resultados positivos a concentrações muito elevadas, precisamente por essas moléculas não possuírem um alvo especifico. O stress oxidativo desempenha um papel fundamental no envelhecimento da pele. Produção crónica excessiva de ROS subverte a estrutura da pele, dando origem a rugas e flacidez. As mitocôndrias estão intimamente envolvidas no envelhecimento da pele. Quando as mitocôndrias se oxidam, tornam-se tumescentes e disfuncionais, perdendo sua capacidade de fornecer energia. Se o processo continuar, as mitocôndrias podem parar de produzir ATP num ponto de não retorno, a célula morre culminando no envelhecimento da pele. Uma destoxificação eficiente dos ROS é de particular importância para a saúde da pele, que está constantemente submetida a luz UV, insultos mecânicos e exposta a vários agentes. Compostos fitoquímicos exercem efeitos benéficos para a saúde nos animais através da ativação de vias de sinalização adaptativas a situações de stress. Melhores conhecimentos nos mecanismos celulares da hormesis têm possibilitado novas abordagens na prevenção e tratamento de um leque de doenças humanas, com a mitocôndria tornando-se num alvo preferencial para estratégias de intervenção farmacológicas. A mitocôndria tem a capacidade de se adaptar a fatores externos e responder a necessidades energéticas desencadeando diversas vias metabólicas, a maioria relacionadas com o stress oxidativo, num processo denominado de hormesis mitocondrial. Recentes resultados indicam que antioxidantes com múltiplos mecanismo de ação ou antioxidantes direcionados para a mitocôndria são mais eficazes a prevenir danos nas células da pele induzidos por stress oxidativo. Por conseguinte, desenvolvemos uma biblioteca de novos antioxidantes naturais mitocondriotrópicos (MitoCINs e MitoBENs) que previnem a disfunção oxidativa da mitocôndria quer em organelos isolados, quer em modelos celulares. Este projeto pretende dissecar o mecanismo de ação hormético dos MitoCINs e MitoBENs e adquirir dados para validar a sua performance (prova de conceito) num fenótipo associado ao envelhecimento da pele em diferentes modelos celulares. Este é um projeto com alto impacto, com resultados promissores advindos da sua realização e conclusão.