RESUMO: A Neurodegeneração retiniana ocorre na doença de Parkinson (PD), em Diabetes Mellitus (DM) e com o envelhecimento. Além da diminuição da espessura da camada de células ganglionares (GCL) e da camada interna nuclear (INL) na retina, o sistema dopaminérgico, indispensável ao funcionamento global retiniano, é afetado nestas situações. Os ambientes celulares diabético e envelhecido partilham ambientes celualres com a PD, cuja patogenicidade no cérebro está associada à família das sinucleínas, composta pela alfa-sinucleína (aSyn), beta-sinucleína (bSyn) e gama-sinucleína (gSyn). As sinucleínas também são expressas na retina, onde podem adquirir neurotoxicidade e comprometer a atividade sináptica e sobrevivência celular. Deste modo, este estudo pretendeu caracterizar o perfil de distribuição das sinucleínas na retina por imunohistoquímica, e os níveis proteicos por western blot, em murganhos MitoPark modelos de PD, modelos de DM (murganhos alimentados com uma dieta rica em gordura (HFD) e ratos obesos diabéticos Zucker (ZDF)), ratos naturalmente envelhecidos e com envelhecimento precoce (tratados com D-Galactose). Posteriormente, procuraram-se correlações entre esta caracterização e a neurodegeneração retiniana, através da avaliação de níveis proteicos de marcadores sinápticos e sobrevivência celular por western blot. Os resultados obtidos na retina de murganhos MitoPark demonstram um aumento e diminuição dos níveis proteicos da bSyn e Sinaptofisina, respetivamente. Em ratos naturalmente envelhecidos, dos vários parâmetros testados, há apenas uma redução da espessura de várias camadas retinianas e da densidade celular na GCL, contrariamente a ratos precocemente envelhecidos que mostram aumento da colocalização aSyn-bSyn e menores níveis proteicos de NF-κB. Os murganhos HFD não apresentam qualquer alteração nos parâmetros testados, enquanto que em ratos ZDF se observa o aumento dos corpos celulares na GCL positivos para gSyn. Globalmente, este trabalho elucidou a distribuição das sinucleínas na retina nestes modelos animais e os resultados obtidos apontam para alterações subtis que podem estar correlacionadas com neurodegeneração retiniana.

ABSTRACT: Retinal neurodegeneration occurs in Parkinson’s disease (PD), Diabetes Mellitus (DM) and with ageing. Aside from the thinning of the ganglion cell layer (GCL) and inner nuclear layer (INL) in the retina, the dopaminergic system, crucial for global retina function, is also affected in these three circumstances. Diabetic and ageing cellular environments share several cellular environments known to be present in PD, whose pathogenicity in the brain is associated with the synuclein family, which is composed by alpha-synuclein (aSyn), beta-synuclein (bSyn) and gamma-synuclein (gSyn). As synucleins are also present in the retina, they may also play neurotoxic roles by impairing synaptic activity and cell survival. Therefore, this study aimed to characterize the synucleins distribution profile in the retina by immunohistochemistry, and their protein levels through western blot, in the MitoPark PD mouse model, in DM animal models (high-fat diet (HFD) mouse and Zucker diabetic fatty (ZDF) rat), and in naturally ageing and accelerated ageing rats (D-Galactose treatment). This characterization was used to test a correlation with retinal neurodegeneration, by evaluating protein levels by western blot of synaptic and cell survival markers as readouts. The results show that MitoPark mice retina have increased bSyn protein levels and decreased Synaptophysin levels. Naturally ageing rats only present, of all the parameters tested, reduced thickness of retinal layers and cell density in the GCL, whereas the D-Galactose rats exhibit increased GCL cell density. D-Galactose rats also show a decreased aSyn-bSyn colocalization in the GCL and reduced protein levels of NF-κB. HFD mice do not show any alteration on the tested parameters, which contrasts with the observation of increased gSyn-positive cell bodies in the GCL of ZDF rats. Altogether, this work enlightened synucleins retinal distribution in all these animal models and global results point to subtle changes, which may correlate with neurodegeneration.