Browsing by Author "Delgado, Maria Margarida dos Santos"
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- A bioenergética mitocondrial e as doenças genéticasPublication . Delgado, Maria Margarida dos Santos; Silva, Margarida Maria Fernandes Baptista eO termo “bioenergética mitocondrial” refere-se aos processos de transformação de energia que ocorrem na mitocôndria. Estes organelos estão presentes em quase todas as células do organismo humano. Uma das suas funções primordiais baseia-se na “respiração celular” e no processo de fosforilação oxidativa, que culmina com a libertação de energia sob a forma de Adenosina Trifosfato (ATP). A mitocôndria é regulada pelos genomas nuclear e mitocondrial, pelo que mutações em ambos os genomas podem estar na origem das doenças mitocondriais. Estas doenças caracterizam-se geralmente por uma deficiência ao nível da fosforilação oxidativa, e estão associadas a uma ampla variedade de sintomas clínicos, início das manifestações e sua severidade, bem como a distintas alterações moleculares e bioquímicas. O padrão de hereditariedade das doenças mitocondriais depende do genoma onde ocorre a mutação. Se ocorrer no DNA nuclear, a doença segue os padrões de hereditariedade Mendeliana. Se ocorrer no DNA mitocondrial, então a hereditariedade é exclusivamente materna, sendo que o modo como a doença é apresentada depende do nível de heteroplasmia e do efeito bottleneck que ocorre durante a oogénese. O diagnóstico das doenças mitocondriais é dificultado pela sua heterogeneidade e inespecificidade dos seus sintomas, assim como pela raridade destas doenças. Os métodos de diagnóstico utilizados atualmente incluem análises bioquímicas e histopatológicas, estudos funcionais e testes genéticos moleculares. Um grande desafio tem sido também o desenvolvimento de terapêuticas eficazes, pelo que para a maioria dos doentes a terapêutica é limitada ao tratamento sintomático, tentando prevenir o desenvolvimento de complicações. Uma nova estratégia terapêutica através da manipulação dos níveis de heteroplasmia de mtDNA tem apresentado resultados promissores e poderá revolucionar o tratamento e prevenção destas doenças num futuro próximo. Novas estratégias de diagnóstico direcionadas aos mecanismos de transmissão de doenças mitocondriais à descendência têm também emergido em trabalhos recentes. Estas técnicas englobam o diagnóstico pré-natal, o diagnóstico genético pré-implantação, a doação de óvulos, a doação mitocondrial e o uso de mitoTALENs e mtZNF em oócitos. Os avanços nestas áreas de intervenção e em novas terapêuticas para estas patologias genéticas, serão da maior relevância no futuro.
- Harnessing human iPSC-derived 3D brain models to study the innate immune responsePublication . Delgado, Maria Margarida dos Santos; Freitas, Catarina de Moura Elias de, 1974-; Carlos, Ana Rita Cabral Martins, 1985-Neuroinflammation is a protective response to central nervous system (CNS) injuries that, when prolonged, may contribute to CNS pathologies. Microglia, the CNS-resident innate immune cells, undergo morphological, transcriptomic and functional changes upon injury, acquiring a proinflammatory profile and increasing proliferation. Recombinant adeno associated virus (rAAV)-mediated gene therapy offers therapeutic options for previously untreatable neurological disorders. However, some patients experienced unexpected immune reactions after the delivery of rAAV-based gene therapy, highlighting the translational gap and the need for innate immune competent CNS preclinical models. Three dimensional (3D) CNS models incorporating microglia provide a better mimicry of tissue architecture and cell-cell interactions. However, most models combine full differentiated microglia and neurons, limiting the evaluation of interactions occurring during differentiation. This project aimed to develop a human induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived neurospheroid model through the 3D co-differentiation of neural and erythromyeloid progenitor cells in stirred tank bioreactors, optimizing medium composition to promote microglial differentiation. The evaluation of the cellular composition of the neurospheroids allowed the detection of functional neurons, astrocytes and microglia at day 28. To characterize the morphofunctional status of microglia, a morphometric analysis workflow was developed. Microglia were characterized and clustered based on a toolbox of morphometric parameters fitting the specific morphotypes observed in the neurospheroids, which lacked typically ramified microglia and mostly exhibit immature characteristics. Pro- and anti-inflammatory challenge demonstrated that microglia were functional, responding as expected regarding gene expression, and exhibited different, cell line-dependent, morphological changes, highlighting the need for customized morphometric workflows. Overall, this work culminated with the development of a human preclinical CNS model incorporating functional microglia, along with the development of a bioanalytical imaging tool to better assess the morphofunctional status of microglia. These will help to unravel the complex and dynamic nature of innate immunity in the CNS and reduce the translational gap.