Dissertação de Mestrado Bioquímica para a Saúde 2023 Faculdade de Ciências Médicas, Universidade NOVA de Lisboa

Abstract Parkinson’s Disease (PD) is one of the most common neurodegenerative diseases and is characterized by motor dysfunction. This disease pathogenesis involves multiple mechanisms and pathways, including impaired α-synuclein proteostasis, oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and neuroinflammation, that result in accelerated death of nigrostriatal dopaminergic neurons. In addition to the motor symptoms, PD patients also experience non-motor symptoms like visual impairment and retinal abnormalities. (Poly)phenols are compounds found in fruits (e.g., berries) and vegetables, that can present benefits to the brain through the prevention of degenerative disorders and cognitive decline. (Poly)phenols are also known to have visual benefits, being described as beneficial for the prevention and treatment of eye diseases that are induced or augmented by oxidative stress and inflammation. In this work, we firstly aimed to characterize the effect of 1-methyl-4–phenyl1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), an experimental model of PD, in the mouse retina. And secondly, we wanted to address the possible neuroprotective role of a berryenriched diet in this MPTP-induced mouse model of PD. Our immunofluorescence results, together with the evaluation of intracellular reactive oxygen species (ROS) species, demonstrated that the MPTP treatment led to astrogliosis, microglia alterations and a clear increase of ROS in the retina. Moreover, we could also determine that this neurotoxin leads to a decrease of retinal ganglion cells and horizontal cells but not bipolar cells. Regarding the synuclein family proteins, the MPTP treatment appeared not to affect the levels and distribution profile of each synuclein protein. Furthermore, our preliminary results, showed that MPTP-treated mice that received a berry-enriched diet, did not experience an increase of intracellular levels of ROS in the retina. These results can suggest that the berryderived (poly)phenols metabolites obtained from the diet, protected the cells against oxidative stress. Altogether, this study showed how MPTP affects the retina and indicates a potential neuroprotective role of a (poly)phenol-rich diet that could be explored in further studies.

Resumo A doença de Parkinson é uma doença neurodegenerativa caracterizada, pela presença de disfunções motoras. Além de problemas motores, os pacientes também experienciam sintomas não motores, como disfunções visuais. Há vários mecanismos e vias associados à patologia desta doença, como neuroinflamação, disfunção mitocondrial e stress oxidativo, que resultam na degeneração de neurónios dopaminérgicos. Os polifenóis são encontrados em alimentos como frutas (ex. frutos vermelhos) e vegetais, que apresentam benefícios, como a prevenção do declínio cognitivo e doenças neurodegenerativas. São também benéficos para a visão, visto que previnem e atenuam os efeitos de retinopatias, induzidas por stress oxidativo ou inflamação. Nesta tese procurámos caracterizar os efeitos provocados pela administração aguda de MPTP, uma droga usada para a indução de Parkinson em modelos animais , na retina de ratinhos. Após a caracterização do modelo, procurámos estudar possíveis benefícios da implementação de uma dieta rica em polifenóis na retina de ratinhos tratados com MPTP. Os nossos resultados indicam que o tratamento com MPTP, levou à indução de ROS e à ativação de astrócitos, para além de ter induzido alterações na microglia, na retina. Com base nos nossos resultados de imunofluorescência, concluímos que esta toxina leva à degeneração de células ganglionares da retina e células horizontais, contudo não induz degeneração de células bipolares. Apesar de termos observado inflamação, stress oxidativo e neurodegeneração no nosso modelo, não observamos alterações no perfil de distribuição nem nos níveis das sinucleínas. Adicionalmente, resultados preliminares mostraram que os metabolitos provenientes de uma dieta rica em polifenóis, impediram o aumento dos níveis de ROS na retina, induzidos pelo MPTP, protegendo a retina contra stress oxidativo. Concluindo, nesta tese mostramos o modo de atuação do MPTP na retina, para além de demonstrar o potencial neuroprotetor de uma dieta rica em polifenóis.