Ischemic stroke (IS) remains one of the leading causes of death and disability worldwide, representing a major clinical and economic challenge. It is caused by the temporary or permanent interruption of a blood vessel, leading to disruption of the central nervous system and consequent neuronal loss. In the acute phase, therapeutic strategies include thrombolysis and thrombectomy to restore blood flow, whereas in the chronic phase, approaches aimed at promoting neural plasticity, such as cell therapy, are employed. However, these techniques face several limitations, as their efficacy is directly influenced by multiple variables, making their response unpredictable. Recent studies have attributed the effects of mesenchymal stem cells (MSCs) mainly to their paracrine action, thus positioning the use of their secretome as a promising alternative. In this work, we evaluated the impact of secretome derived from umbilical cord MSCs (UC-MSCs), obtained under normoxic and hypoxic conditions, on neuronal viability and on the recovery of synaptic structure after oxygen and glucose deprivation (OGD) in vitro. The results suggest that the secretome can modulate cell survival, preserve the length of neuronal arborization processes, and modulate synaptic markers. Although some results are promising, further studies are required to explore alternative approaches in order to better understand the action of MSC-derived secretome in the treatment of ischemic stroke and other neurological disorders associated with hypoxicischemic injury.

Por muitos anos, a ideia predominante era que todas as proteínas seriam traduzidas no corpo celular e depois transportadas para os seus destinos finais em dendrites e axónios. No entanto, a descoberta de poliribossomas na base das espículas dendríticas levou ao aparecimento de vários estudos contratiando esta visão. O processo de tradução proteica nos axónios é um mecanismo bastante dinâmico e regulado que muda ao longo do desenvolvimento. Axónios em desenvolvimento traduzem proteínas relacionadas com crescimento, elongamento e quimiotaxia axonal, necessárias á reorganização estrutural característica deste estádio. mRNAs e RNA ribosomal são difíceis de identificar em axónios adultos. Estudos apontam para um decréscimo da maquinaria de tradução á medida que os axónios se desenvolvem, no entanto é desconhecida a razão deste fenómeno. Postulámos a hipótese que os ribossomas diminuem durante a maturação axonal devido à formação de sinapses. Assim, o objectivo deste estudo foi estabelecer que axónios adultos apresentam níveis reduzidos de ribossomas e determinar se a formação de sinapses induz esta diminuição. Para tal, usámos FGF22, uma molécula organizadora da pré-sinapse, e câmaras microfluídas, um sistema que permite a separação física entre axónios e o corpo celular e dendrites. Primeiro, confirmámos a presença de proteínas e RNA ribossomais em axónios em desenvolvimento de neurónios motores espinhais e neurónios de hipocampo. Neurónios motores estimulados com FGF22, um estímulo sinaptogénico, apresentam uma diminuição do número de ribossomas. Esta redução foi confirmada em neurónios do hipocampo indicando que esta é uma característica comum ao sistema nervoso central e periférico. O nosso estudo preenche uma importante lacuna e identifica pela primeira vez o inductor molecular que leva á redução da maquinaria de tradução em axónios.

Diabetes durante a gravidez está associada a aumento do risco de distúrbios do neurodesenvolvimento na descendência, nomeadamente défices psicomotores, sensoriais e cognitivos. Estudos indicam que diabetes materna induz modificações estruturais e funcionais no hipocampo da descendência, uma região cerebral associada aos processos de aprendizagem e memória. No entanto, os mecanismos exatos pelos quais o ambiente uterino de uma mãe diabética afeta o hipocampo da descendência permanecem por definir.O objetivo principal da presente tese foi avaliar o impacto da diabetes materna na memória da descendência, avaliando primeiro o impacto no desenvolvimento durante o início da infância e depois analisando alterações celulares e moleculares subjacentes a alterações de memória. Além disso, evidências sugerem que diabetes materna afeta o cérebro da descendência de uma maneira dependente do gênero. No entanto, poucos estudos foram realizados simultaneamente em machos e fêmeas, a fim de estabelecer um efeito claro. Por isso, pretendemos também esclarecer o possível efeito diferencial da diabetes materna na descendência com base no género.Para avaliar a influência do ambiente intrauterino da diabetes durante a gravidez no desenvolvimento durante as primeiras semanas de vida, foi realizada uma bateria de testes para avaliar reflexos, força e locomoção durante esse período, uma vez que alterações no desempenho nesses testes podem ser sugestivas de défices do desenvolvimento do sistema sensório-motor. Diabetes materna induziu atraso no desenvolvimento de reflexos, força e comprometeu a locomoção durante as duas primeiras semanas pós-natais dos descendentes de ambos os sexos com tendência para um efeito mais evidente nos machos. O alcance de marcos físicos de desenvolvimento dos descendentes foi avaliado, revelando um atraso no desenvolvimento. Adicionalmente, este estudo longitudinal demostrou que os descendentes de ambos os sexos de mães diabéticas apresentaram défices em termos de ganho de peso. Sendo o objetivo principal desta tese avaliar o impacto da diabetes materna na memória da descendência no final da infância e, tendo em consideração que a ansiedade pode afetar a cognição, avaliou-se o comportamento ansioso utilizando o teste de campo aberto (OPF) e o teste do labirinto em cruz elevado (EPM). A atividade locomotora também foi avaliada no OPF, uma vez que deficiências locomotoras podem influenciar o desempenho da descendência em testes de memória. Não foram observadas alterações na locomoção nos machos e fêmeas descendentes de mães diabéticas. Em relação ao comportamento ansioso, observou-se que a diabetes materna teve um impacto diferencial nos descendentes consoante o género. Fêmeas demonstraram uma tendência a explorar menos a área central da arena do OPF e entraram menos vezes nos braços abertos do EPM, sugerindo um comportamento ansioso, enquanto nos machos não foram detetadas alterações. Para avaliar o impacto de diabetes materna na memória da descendência, realizou-se o teste de reconhecimento de objetos (NOR). Apesar de não ter sido possível realizar uma análise diferencial consoante o gênero, os resultados indicam que diabetes maternal afeta negativamente a memória da descendência.Para investigar os mecanismos celulares e moleculares que podem estar subjacentes aos défices de memória dos descendentes, começou-se por avaliar a organização estrutural das sub-regiões do hipocampo através da coloração de violeta de cresilo. Não foram detetadas alterações na espessura das camadas nucleares das sub-regiões do hipocampo, sugerindo que a diabetes materna não induziu perda neuronal. Adicionalmente, avaliaram-se os níveis de proteínas envolvidas na sinaptogénese tais como a PSD-95, sinapsina-1, sinaptofisina e KIF1A. A diabetes materna não induziu alterações nos níveis de proteínas sinápticas incluindo nos níveis de VGlut-1, um marcador de sinapses glutamatérgicas. Níveis proteicos de subunidades do recetores AMPA foram também avaliados sendo que estes recetores são importantes para plasticidade sináptica. Observou-se uma tendência para a diminuição dos níveis proteicos totais de GluA1 no hipocampo de fêmeas, filhas de mães diabéticas e uma tendência para o aumento de GluA2 em sinaptossomas de hipocampo de machos. Estas alterações poderão afetar funcionalmente a neurotransmissão e a plasticidade sináptica, e consequentemente os processos de memória.Este trabalho realça a importância de compreender plenamente os efeitos deletérios da diabetes materna durante o desenvolvimento do cérebro, o seu impacto a longo prazo em circuitos neuronais e no comportamento. Além disso, este estudo também demonstra a importância de estudar as diferenças de género em resposta a insultos durante o neurodesenvolvimento.Melhor compreensão dessas questões permitirá delinear estratégias terapêuticas futuras de modo a prevenir e tratar a disfunção neuronal subjacente aos défices cognitivos e de memória da descendência das mães diabéticas