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Exposure of an endangered seabird species to persistent organic pollutants: Assessing levels in blood and link with reproductive parameters
No full textOcean contamination, particularly from persistent organic pollutants (POPs), remains a significant threat to marine predators that occupy high trophic positions. Long-lived procellariform seabirds are apex predators in marine ecosystems and tend to accumulate contaminants. Prolonged exposure to pollutants negatively affects their fitness including reproductive success. Low breeding success may represent a hurdle for the restoration of small and endangered seabird populations, including several highly threatened gadfly petrels. Here we investigated the annual variation (2019 and 2022) in organochlorine pesticide (OCP), polychlorinated biphenyl ether (PCB), polybrominated diphenyl ether (PBDE), and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) exposure in the endangered Bermuda petrel (Pterodroma cahow), and the relationship between female contaminant burden and breeding parameters. We found that petrels were exposed to a wide range of pollutants (33 out of 55 showed measurable levels) with PCBs dominating the blood contaminant profiles in both years. Only 9 compounds were detected in >50 % of the birds. Specifically, among OCPs, p, p’-DDE and hexaclorobenzene were the most frequently detected while fluorene and acenaphthene were the most common PAH. The concentrations of ∑5PCBs and ∑7POPs were higher in older birds. Furthermore, females with greater contaminant burdens laid eggs with a lower probability of hatching. However, female investment in egg production (size and volume) was unrelated to their blood contaminant load. Overall, this study highlights the presence of a wide range of contaminants in the petrel's food web, and it sheds light on the potential impact of chronic exposure to sub-lethal levels of PCBs on the breeding success of seabirds. We claim that toxicological testing should be a practice integrated in the management of seabirds, particularly of endangered species to monitor how past and present anthropogenic activities impact their conservation status.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
História de Tom Jones, criança enjeitada, em seis tomos, por Henry Fielding: Tomo V e VI
No full textTradução do clássico romance de Henry Fielding. Da vida, amores e aventuras do charmoso malandro Tom Jones. Uma criança enjeitada nascido de uma criada, mas permitido a crescer nos ambientes privilegiados da casa de Squire Allworthy. Esta posição permite que ele cresça e se apaixone pela bela fi lha de seu vizinho rico, Sophia Western. No entanto, o caminho para o verdadeiro amor raramente corre suave, e a pressão familiar, a diferença de sua filiação e costumes sociais do século 18 não permitem que os jovens amantes fiquem juntos.Este trabalho é financiado por fundos nacionais através da FCT - Fundação para aCiência e a Tecnologia, I.P., no âmbito dos projetos UIDB/00114/2020 e UIDP/00114/2020.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Human-wildlife interactions and livelihood vulnerability in the context of conservation in Mozambique
No full textConservation focus has changed during the last decades, with the uprising of its human dimension, and finding tools to sustainably reconcile conservation and social goals has become a priority. Protected Areas (PAs) are the most common strategy worldwide for safeguarding biodiversity and maintaining ecosystem services, but with people as part of the system, PAs may impact human livelihoods, particularly engendering a high risk of negative Human-Wildlife Interactions (HWI). HWI are not only a threat to livelihoods but also may risk failure of conservation efforts. Therefore, understanding what drives human vulnerability within PAs, and how PAs may serve as a tool to meet conservation and livelihood goals is an utmost necessity.
In this thesis, I explore the interactions between rural livelihoods, protected areas, and HWI in Mozambique. By applying the concept of livelihood vulnerability in the context of PAs, I provide empirical support that: i) household vulnerability increases the exposure to HWI, and HWI drives vulnerability of households in PAs; ii) other dimensions of vulnerability, such as climate variability, lack of livelihood strategies and weak social networks among households, are contributing to the overall household vulnerability across PAs, although some PA’s context-specific drivers are still influential; and iii) PAs managers need to improve bidirectional communication with communities to assure better inclusivity of communities in PAs management, which might improve its efficacy in preserving biodiversity; and iv) at the national scale, vulnerability determinants, as river density, modulate the effects of the most important drivers of HWI – forests cover and human density.
Overall, my research builds on a holistic view of livelihoods and their drivers, and their integration into protected areas management towards a more socially inclusive model of conservation. My results add to a growing body of evidence that social and conservation problems cannot be addressed separately, being often interdependent. First, by highlighting the value of considering HWI as a significant factor of exposure in vulnerability assessments and the integration of livelihood vulnerability in negative HWI mitigation strategies. Second, by evidencing that livelihood vulnerability and negative HWI are affected by social-ecological factors acting at different scales, highlighting that the relationship HWI-vulnerability acts beyond PAs, and cross-scale interventions and coordination might be needed. Lastly, the social networks of co-management processes and community-based strategies in Mozambique might benefit from fostering bidirectional communication between communities and PAs managers, to promote the active involvement of communities in conservation, with the expectation that with such bidirectional communications PAs can achieve more holistically the conservation goals they aim at.EC-51226C-1
O que é a corrupção para os portugueses? A definição social de corrupção num contexto normal (2006) e excecional (2021) de governação democrática
No full textinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio
Abordagens farmacológicas emergentes para o tratamento da infeção por Ébola
No full textTrabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de FarmáciaEm 1976 o vírus Ébola (EBOV) revelou-se ao mundo, e deu início a uma série de surtos localizados. No entanto, foi um surto com início em 2013 que preocupou e causou pânico na comunidade internacional. Desde então, o nosso conhecimento do vírus tem vindo a aumentar. O vírus infiltra-se na população humana através de um evento spillover, e posteriormente propaga-se através de contacto direto com sangue ou outros fluidos corporais de pessoas infetadas.
O vírus Ébola pertence ao género Orthoebolavirus, da família Filoviridae. O seu genoma é não-segmentado, de cadeia simples de RNA e polaridade negativa. Tem sete genes que codificam para várias proteínas. Estas proteínas orquestram coletivamente o processo de infeção das células do hospedeiro. Não é possível considerar as proteínas como sendo mono funcionais, já que contribuem sinergeticamente para a patogenicidade do vírus.
Presentemente existem duas terapêuticas à base de anticorpos monoclonais aprovadas para o tratamento da doença provocada pelo vírus Ébola (EVD). Em 2022, foi publicada a primeira orientação baseada na evidência da prática clínica dedicada às terapêuticas específicas para a doença. Não obstante o progresso notável que tem sido feito nesta área nos últimos anos, a doença continua a provocar mortes. Consequentemente, existe uma necessidade urgente de melhorar o arsenal terapêutico disponível para melhorar o desfecho da doença.
Terapêuticas farmacológicas emergentes podem ter como alvo proteínas virais, sendo antivirais de ação direta, ou fatores do próprio hospedeiro, sendo antivirais de ação no hospedeiro. Ambas as abordagens apresentam vantagens e desvantagens. Um dos possíveis métodos para ultrapassar algumas das desvantagens é a reutilização de medicamentos já aprovados para outras indicações para o tratamento da infeção por Ébola.
Esta revisão oferece uma perspetiva sobre as múltiplas funções das proteínas do vírus Ébola no seu ciclo replicativo. Entender como é que o vírus interage com as células do hospedeiro é um conceito chave para perceber como é que as abordagens farmacológicas emergentes exercem a sua atividade. Por último, aplicando este conhecimento, é feita uma proposta de potencial abordagem farmacológica emergente para tratar a infeção utilizando o fármaco Ezetimiba.In 1976 Ebola revealed itself to the world, marking the beginning of a series of localized outbreaks. However, it was the Ebola outbreak that began in 2013 that incited fear and anxiety around the globe. Since then, our comprehension of the virus has been steadily expanding. Ebola infiltrates the human population through a spillover event, from which it propagates through direct contact with the blood or body fluids of infected individuals.
Ebola virus (EBOV), belonging to the Orthoebolavirus genus of the Filoviridae family, possesses a non-segmented, negative single-stranded RNA genome comprising seven genes that encode multiple proteins. These proteins collectively orchestrate the intricate process of infecting host cells. It is not possible to view each protein as monofunctional. Instead, they synergistically contribute to the pathogenicity of the virus. Understanding this multifaceted replication cycle is crucial for the development of effective antiviral strategies.
Currently, two antibody-based therapeutics have received approval for treating Ebola virus disease (EVD). In 2022, the first evidence-based clinical practice guideline dedicated to specific therapies for EVD was published. Although notable progress has been made in recent years, deaths are still accounted for. Consequently, there is an urgent need to enhance the therapeutic options available to improve the outcomes of the disease.
Emerging therapeutics can target viral proteins as direct-acting antivirals or host factors as host-directed antivirals. They both have advantages and disadvantages. One way to bypass some disadvantages is to repurpose already approved drugs for non-EVD indications to treat EVD.
This review offers insight into the role of each protein in the replication cycle of the virus. Understanding how the virus interacts with host cells is critical to understanding how emerging therapeutics exert their activity. Lastly, applying this knowledge, ezetimibe is proposed as a potential emerging therapeutic for EVD
Role of mitochondrial dynamics and metabolism in postnatal neural stem cells differentiation
No full textNeural stem cells (NSCs) are found in discrete regions of the adult mammalian brain, the so called neurogenic niches. These niches are localized in the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles and in the subgranular zone of the hippocampal dentate gyrus (DG). During adulthood, NSCs present the capacity of self-renewal, proliferation and differentiation into neurons, astrocytes and oligodendrocytes, making them a powerful tool to treat disease-related neural loss. Several efforts have been made to elucidate the mechanisms involved in NSC fate regulation. Importantly, mitochondria are at the center of these findings. In fact, several studies suggest that these organelles have an important role in regulating NSC differentiation and lineage determination. Impairments in mitochondrial dynamics and metabolism were shown to negatively impact on NSC properties. Nevertheless, a major aspect that remains unclear is whether mitochondrial dynamics and metabolism have a role in directing NSC fate towards neuronal, oligodendroglial and astroglial lineages. Therefore, this PhD thesis aimed to dissect how mitochondria biogenesis, fusion/fission cycles, morphology and bioenergetics are involved in NSC differentiation.
To address these questions, we used the NSA model which is an in vitro model widely used to evaluate the NSC properties. For this, NSCs were obtained by isolating SVZ and DG cells from P1-3 C57BL/6 mice. The isolated cells were grown in neurospheres, and consequently passaged to guarantee higher yields of NSCs. Thereafter, neurospheres were plated under specific differentiation conditions giving rise to a mixed culture composed of immature cells and of neurons, astrocytes and oligodendrocytes. Through the NSA, we demonstrated that the neurospheres are mainly composed by NSCs, and that these cells present self-renewal, proliferation and differentiation capacities. Additionally, SVZ-derived NSCs have a higher proliferative capacity compared to DG-derived NSCs.
Having a suitable model to study NSC fate, we then investigated the role of mitochondrial dynamics during NSC differentiation, by assessing the levels of proteins involved in mitochondrial biogenesis and fusion/fission cycles in SVZ cells from passage 0 (P0) to P2 and in DG cells at P1-P2. Importantly, with this analysis we could also analyse whether the neurosphere passage interfere with the expression of those proteins. Overall, expression of mitochondrial biogenesis-related proteins did not significantly change with NSC differentiation, in both neurogenic niches. Importantly, the levels of proteins involved in mitochondrial fusion such as Mitofusin (Mfn) 1 and 2 significantly increased while proteins involved in fission namely dynamin-related protein 1 (DRP1) significantly decreased along differentiation, independently of mitochondrial mass alterations, in SVZ cells at P2. To further comprehend the fusion/fission cycles in the SVZ cells at P2, mitochondrial morphology was evaluated in both NSCs and differentiated cells, using the Mitochondrial Network Analysis (MiNA) macro. Mitochondrial number, length and area differed in the different cell types. Mitochondrial number significantly increased during astroglial and neuronal differentiation. Moreover, both NSCs and oligodendrocyte precursor cells presented a more elongated mitochondria, compared to the other cells. Interestingly, mitochondrial area did not change in neuronal cells, increased significantly during astrocytic differentiation while there was a significant reduction along oligodendroglial maturation. Since mitochondrial dynamics are at a certain extent linked to mitochondrial bioenergetics, the differences obtained could be due to differences in the metabolic profile. Therefore, we then decided to explore the bioenergetic profile during NSC differentiation, and between cells from different lineages, in SVZ cells obtained from tertiary neurospheres dissociation. To sort astrocytes, oligodendrocytes and neurons, magnetic-activated cell sorting was used. We observed that with differentiation the cells seem to become more reliant on oxidative phosphorylation. Although neurons presented a significantly lowest basal respiration, these cells are the most energetically flexible cells. In addition to this, neurons presented a similar respiratory profile when compared with the control mixed population of cells.
Altogether, the data herein contribute to further elucidate the role of mitochondrial dynamics during NSC differentiation, reinforcing the metabolic differences throughout this process and within cell lineages. These findings will serve as a groundwork to direct NSC fate by modulating mitochondrial properties, which in the future can lead to the development of therapeutic targets for the regeneration of the Central Nervous System (CNS).IMM/BI/8-202
New class of protein kinase C modulators: from ethnopharmacological to nanoparticles
No full textCancer is one of the most common causes of death worldwide. Protein kinase C (PKC) are a class of enzymes often linked to carcinogenesis. Additionally, the development of multidrug resistance (MDR), mainly associated with P-glycoprotein (P gp) is the major cause of failure in traditional cancer chemotherapy. Plectranthus spp. have been used in traditional medicine for various ailments, including cancer, and its bioactive components have been investigated for their potential anticancer effects. In particular, the compound 7α-acetoxy-6β hydroxyroyleanone (Roy, 1) displayed promising antiproliferative activity against several cancer cell lines. This study embarks on an exploration of Roy 1, as a lead compound for the development of novel drugs. The acetonic ultrasound-assisted extraction optimization of Roy 1 (55.2 μg.mg-1 ) from P. grandidentatus was reported. Moreover, the reactivity of Roy 1 was explored to prepare new bioactive esters. Consequently, a new ester derivative and four known compounds were prepared, pointing to the most reactive hydroxyl group at position C12. Moreover, Roy 1 and its selected derivatives 20 and 21, aqueous stability was evidenced. Furthermore, a prediction molecular docking study was done to select the potential royleanone derivatives to modulate PKC. The synthesis of 30 derivatives was building upon molecular docking predictions, and the reactivity findings from Chapter II, including 23 new ester derivatives. Likewise, the synthesis of Roy 1 gold NPs was done, as a preliminary study to improve the low water solubility of these compounds. All derivatives were tested in cancer cells, pointing to the selection of four derivatives (52, 53, 64, and 66) to test in a PKC yeast-based assay, and finally one hit derivative (53) was assessed in PKC enzymatic assay. Notably, promising cytotoxic effects were observed in several derivatives, including 20 (as a PKC-δ activator), 21, and 22 (functioning as P-gp inhibitors), as well as 52, 53, 64, and 66 (in breast cancer cell lines). The analog 53 exhibited remarkable PKC-α activation. The findings described contribute to the expansion of more potent and selective antitumoral agents
Mecanismos de oncogénese viral
No full textTrabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.Segundo a Organização Mundial da Saúde, o cancro é a primeira ou segunda principal causa de morte antes dos 70 anos, representando um grande problema de saúde pública a nível mundial. A possibilidade de que o cancro poderia ter uma etiologia infeciosa foi identificada no início do século XX, mas só anos mais tarde, em 1964, foi estabelecida uma relação entre o aparecimento de cancro e as infeções virais aquando da deteção de partículas virais em células tumorais derivadas do Linfoma de Burkitt. Atualmente, sete vírus são classificados como vírus oncogénicos humanos, nomeadamente, Vírus Epstein-Barr, Vírus do Papiloma Humano, Vírus da Hepatite B, Vírus da Hepatite C, Herpesvírus associado ao Sarcoma de Kaposi, Vírus Linfotrópico de células T Humanas do Tipo 1 e Poliomavírus das Células de Merkel. A oncogénese viral consiste num processo complexo que compreende inúmeros eventos genéticos induzidos pelos vírus oncogénicos, os quais possuem capacidade de modular diversas vias de transdução de sinal, tais como Pi3K-AKT-mTOR, MAPK, NOTCH, WNT/β-catenina, NF-κB e resposta a danos no DNA. A interferência destas vias pode dever-se às proteínas oncogénicas específicas de cada vírus (mecanismo direto) ou ser resultado da inflamação crónica provocada pela libertação de citocinas, quimiocinas e espécies reativas de oxigénio (mecanismo indireto). Existe ainda a teoria “Hit-and-Run”, a qual sugere que os vírus oncogénicos desencadeiam a formação de cancro após a acumulação de inúmeras mutações por parte das células hospedeiras, mesmo que o genoma viral seja, entretanto, totalmente perdido. Apesar de haver evidências que suportem esta hipótese, são necessários mais estudos que a possam comprovar. De entre todos os vírus oncogénicos humanos, destacam-se o vírus Epstein Barr, vírus do Papiloma Humano, vírus da Hepatite B e vírus da Hepatite C, visto que apresentam uma maior prevalência a nível global. Deste modo, serão aprofundados os respetivos mecanismos oncogénicos envolvendo as vias de sinalização referidas anteriormente, assim como as abordagens terapêuticas e perspetivas futuras.According to the World Health Organization, cancer is the first or second leading cause of death before the age of 70, representing a major public health problem worldwide. The possibility that cancer could have an infectious etiology was identified at the beginning of the 20th century, but it wasn't until years later, in 1964, that a link between the appearance of cancer and viral infections was established when viral particles were detected in tumor cells derived from Burkitt's Lymphoma. Currently, seven viruses are classified as human oncogenic viruses, namely Epstein-Barr Virus, Human Papilloma Virus, Hepatitis B Virus, Hepatitis C Virus, Kaposi's Sarcoma associated Herpesvirus, Human T-cell Lymphotropic Virus Type 1 and Merkel Cell Polyomavirus. Viral oncogenesis is a complex process comprising numerous genetic events induced by oncogenic viruses, which have the ability to modulate various signal transduction pathways, such as Pi3K-AKT-mTOR, MAPK, NOTCH, WNT/β-catenin, NF-κB and DNA damage response. The interference of these pathways may be due to the specific oncogenic proteins of each virus (direct mechanism) or be the result of chronic inflammation caused by the release of cytokines, chemokines and reactive oxygen species (indirect mechanism). There is also the "Hit-and-Run" theory, which suggests that oncogenic viruses trigger the formation of cancer after the accumulation of numerous mutations by the host cells, even if the viral genome is completely lost in the meantime. Although there is evidence to support this hypothesis, more studies are needed to prove it. Of all the human oncogenic viruses, Epstein-Barr virus, Human Papilloma virus, Hepatitis B virus and Hepatitis C virus stand out, as they have a higher prevalence globally. Therefore, the respective oncogenic mechanisms involving the signaling pathways mentioned above will be explored in depth, as well as therapeutic approaches and future prospects
Impact of cell-matrix adhesion dynamics in NIS residency at the plasma membrane
No full textTese de mestrado, Biologia Molecular e Genética, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasThyroid cancer (TC) is the most prevalent endocrine malignancy, and the most frequent type is
differentiated thyroid cancer (DTC). Treatment involves taking advantage of the sodium/iodide
symporter (NIS) to administer radioactive iodine (RAI) for DTCs and metastatic disease. However, NIS
does not always localise to the plasma membrane (PM). Hence, the cells become refractory to treatment.
Several groups, including ours, have identified proteins like RAC1, SRC, and EZRIN that interact with
NIS, and more recently, molecular pathways involved in PM-NIS anchoring have been uncovered, but
much is still to be unveiled.
By reanalysing previously obtained data by our group, regarding the interactome of PM-NIS, we
identified focal adhesion-related proteins as its possible modulators. Therefore, through this master
thesis, we aimed to determine the influence of extracellular matrix (ECM) proteins on enhancing NIS
residency at the PM to enable RAI therapy and improve patient prognosis. For this, we cultured HANIS-TPC1 cells on different ECM proteins, including laminins 1 and 5 (LM1 & LM5), fibronectin (FN),
a mixture of LM5 and FN, type IV collagen (COL IV), and Matrigel®. We then assessed the influence
of these proteins on NIS residency at the PM through cell surface biotinylation-western blot and
immunofluorescence assays.
Our results showed that all ECM proteins, except for LM1 and FN, increased PM-NIS levels. Given
that we have previously demonstrated RAC1 and RAC1b to interact with NIS and others have described
their interaction with the studied ECM proteins, we suggest that both RAC1 and RAC1b might be
responsible for the increased PM-NIS levels. However, more studies are necessary to determine the
exact molecular players involved in ECM-derived signalling implicated in NIS post-translational events.
Nevertheless, our study demonstrated the potential for modulation of ECM-derived signalling proteins
as future adjuvant therapies that can aid and improve the success of RAI therapy
Isolation of extracellular vesicles from a microalgae industry byproduct and evaluation of their cosmetic potential
No full textTese de Mestrado, Biologia Molecular e Genética, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasA cosmética surge como resultado da busca pela beleza e pela preservação de uma aparência
saudável, inerentes à sociedade humana. Em particular, a manutenção de uma pele saudável é um dos
maiores focos desta indústria, já que os produtos de cuidados com a pele representam mais de um terço
do total de cosméticos e estima-se que esse valor possa aumentar. Com o aumento da esperança média
de vida, as mulheres passarão mais tempo no período pós-menopausa, caracterizado por baixos níveis
de estrogénio que levam aos sinais de envelhecimento, assim como a pele mais sensível e seca. Desta
forma, a procura por novos ingredientes ativos que melhorem a condição da pele é essencial para a
indústria cosmética. Atualmente, essa procura tem em consideração o impacto humano nos
ecossistemas, pelo que ingredientes sustentáveis que respondam às necessidades dos consumidores sem
prejudicar o ambiente são valiosos. Neste contexto, surge o interesse de explorar o potencial cosmético
de subprodutos industriais, uma vez que promovem uma economia circular.
As vesiculas extracelulares são partículas desprovidas de núcleo delimitadas por uma membrana
lipídica necessariamente libertadas por células. Estas partículas estão envolvidas em processos de
comunicação celular e são secretadas por todos os organismos. Recentemente, vários investigadores
observaram que, dependendo da fonte, as vesículas extracelulares apresentam propriedades
rejuvenescedoras, antioxidantes e de clareamento da pele, identificando estas partículas como um
possível novo ingrediente cosmético. Em vários destes estudos, foram utilizados organismos
previamente reconhecidos pelos seus efeitos benéficos para a pele, como diversas macroalgas e plantas,
cujas vesículas extracelulares também apresentavam propriedades cosméticas. Chlorella vulgaris é uma
espécie de microalga com diversas aplicações industriais, incluindo na indústria de produtos de cuidados
com a pele pelo seu potencial antioxidante, hidratante e rejuvenescedor, estimulando a produção de
colagénio na pele. Apesar disso, o potencial das suas vesículas extracelulares para a cosmética não
parece ter sido estudado até ao momento. As vesículas extracelulares são libertadas frequentemente
durante o ciclo de vida dos organismos, pelo que é espectável que sejam libertadas para o meio de cultura
durante a produção industrial desta microalga. Assim, esta tese foca-se no isolamento de vesículas
extracelulares de meio de cultura industrial de C. vulgaris (CvEV) e na análise do seu possível efeito
cosmético in vitro. Esta ideia apresenta-se como uma forma de encontrar novos possíveis ingredientes
cosméticos em subprodutos industriais, promovendo uma inovação sustentável.
Neste estudo, obtivemos CvEV usando métodos de isolamento distintos, recorrendo a
ultracentrifugação (CvEV.0), ultrafiltração com membrana de poros com 100 kDa (CvEV.1) e
ultrafiltração com membrana de poros com 500 kDa (CvEV.2). Também foi possível isolar CvEV
recorrendo à ultrafiltração de poro com 500 kDa no dia seguinte à recolha do meio de cultura de C.
vulgaris (CvEV.3). Todos os isolamentos foram apenas efetuados uma única vez, não sendo por isso
possível comparar estatisticamente o conteúdo das amostras obtidas entre si. No entanto, mostrámos que
o isolamento de CvEV é exequível através de métodos escaláveis num intervalo de tempo razoável após
a conclusão do processo industrial de cultura de microalgas.
Antes de iniciar a análise do potencial cosmético de CvEV, certificou-se que as partículas não
interferiam com a atividade metabólica de queratinócitos ou fibroblastos humanos em cultura in vitro.
Estas células foram escolhidas neste trabalho por serem os tipos celulares dominantes na epiderme e
derme, respetivamente, as camadas mais superficiais da pele. Duas concentrações distintas de CvEV,
2x104 e 1x105 partículas/célula, foram testadas e nenhuma induziu toxicidade nem proliferação
excessiva nas células, pelo que foi possível prosseguir para avaliação das propriedades cosméticas. Ao avaliar o potencial de CvEV para cosmética, foi necessário considerar as inúmeras
possibilidades de atuação destas partículas na pele, assim como os principais pontos de interesse e
objetivos da indústria, de uma forma pragmática. Assim, neste estudo escolhemos avaliar o potencial
hidratante, rejuvenescedor, antioxidante e de reforço da epiderme das CvEV, com base nas linhas
celulares presentes no laboratório e nas propriedades conhecidas de C. vulgaris. Para isso, recorreu-se a
análise de expressão génica direcionada, por permitir analisar a transcrição de genes com importante
valor cosmético após as células terem sido tratadas com CvEV, de uma forma acessível. Em
queratinócitos, o potencial hidratante foi avaliado visando a expressão de aquaporina-3 (AQP3) e
involucrina (IVL), enquanto em fibroblastos, a transcrição de uma sintase de ácido hialurónico (HAS)
foi escolhida para esse propósito. O efeito de CvEV como possível ingrediente rejuvenescedor foi
avaliado em fibroblastos verificando se a expressão de colagénio-1 (COL1A1) ou colagénio-3 (COL3A1)
aumentava e a transcrição de metaloproteínase-1 (MMP1) diminuía, enquanto o seu potencial
antioxidante foi estimado através da expressão génica de superóxido dismutase-1 (SOD1) em
fibroblastos e catalase-1 (CAT1) em ambas as linhas celulares. Por fim, a possibilidade de CvEV reforçar
a epiderme foi avaliada apenas em queratinócitos, examinando a expressão de queratina-5 (K5),
queratina-10 (K10) e ocludina (OCL). Em geral, as CvEV não induziram mudanças na expressão dos
genes analisados. No entanto, verificou-se que CvEV.2 levou a um aumento significativo de expressão
de sintase de ácido de hialurónico-3 (HAS3), uma enzima envolvida na síntese de um
glicosaminoglicano essencial no equilíbrio hídrico da pele, o que sugere um possível efeito hidratante
de CvEV. É também de notar que CvEV.1 levou a uma diminuição da expressão de involucrina em
queratinócitos basais. In vivo, este gene é expresso em queratinócitos terminalmente diferenciados,
presentes nas camadas superiores da epiderme, uma vez que codifica para uma proteína essencial na
impermeabilização do stratum corneum. Assim, a diminuição de expressão de involucrina em
queratinócitos basais não invalida um possível efeito hidratante de CvEV.
Por ter sido a primeira vez que o potencial de CvEV como ingrediente para a indústria de
cuidados com a pele foi avaliado, recorreu-se a técnicas e modelos relativamente simples, de modo a
explorar o máximo de possíveis efeitos promissores, de uma forma acessível. Desta forma, apenas foi
estudado o efeito de CvEV a nível da expressão génica de células da pele, não permitindo concluir se
estas partículas intervêm a jusante da transcrição em processos de regulação relevantes para a cosmética.
Além disso, como o estudo foi desenvolvido em linhas celulares 2D, os resultados obtidos podem não
ser equiparados ao efeito real das CvEV in vivo, pelo que modelos mais representativos da pele, como
modelos 3D ou ex vivo, deverão ser utilizados em trabalhos seguintes. Para além das limitações acima
referidas, este estudo compreendeu a análise de um número relativamente pequeno de genes e de
parâmetros cosméticos, pelo que seria interessante expandir esse número recorrendo a tecnologias
“ómicas”. Assim, o efeito de CvEV na pele poderia ser detetado utilizando uma abordagem de obtenção
de dados a larga-escala não direcionada, uma vez que a sua ação é praticamente desconhecida.
Nesta tese, foram isoladas vesículas extracelulares de um resíduo da indústria de microalgas e
testadas quanto ao seu potencial como ingrediente para cuidados da pele, demonstrando que é possível
procurar por novos ingredientes cosméticos usando subprodutos industriais. De facto, mostrámos que
as vesículas extracelulares de uma variedade heterotrófica de C. vulgaris cultivada para ser utilizada em
suplementos alimentares parecem apresentar propriedades hidratantes. Como tal, é espectável que este
trabalho seja um ponto de partida para explorar o efeito cosmético de vesículas extracelulares de outras
fontes industriais, incluindo outras variedades de C. vulgaris ou outras microalgas com valor industrial
e cosmético, contribuindo assim para a formação de novas formas de fomentar a economia circular. Esta
tese compreende uma das áreas de investigação da empresa Exogenus Therapeutics, onde a tese foi
desenvolvida, o que evidencia novamente o interesse e pertinência deste trabalho.Cosmetics play a major role in society due to their impact on health, appearance, social
interactions, and economic implications. In particular, skincare has gained popularity as life expectancy
increases, since the concern for the skin rises and the demand for novel rejuvenating products expands.
Moreover, there is currently the need to consider and minimize human ecological impact, hence the
skincare industry is constantly aiming to find novel sustainable active ingredients that respond to
consumer needs without harming the environment. Recently, it has been shown that extracellular
vesicles have skincare potential depending on their cell of origin. Chlorella vulgaris is a microalga
commonly produced for industrial applications that is known to have beneficial effects for the skin.
During industrial production of C. vulgaris, the cells release extracellular vesicles to the culture medium,
which is typically discarded after biomass collection. In this study, we isolated extracellular vesicles
present in industrial C. vulgaris culture medium (CvEV) using distinct isolation methods and evaluated
their skincare potential through targeted gene expression analysis. CvEV did not exhibit toxicity nor
induced excessive proliferation on fibroblasts and keratinocytes in vitro. In addition, a possible
moisturizing effect of CvEV was observed since one of the isolation methods resulted in particles that
induced the upregulation of a hyaluronan synthase in fibroblasts. As far as we know, this was the first
time that extracellular vesicles were isolated from a waste product of microalgae industry and tested for
their skincare potential, demonstrating that it is possible to find novel cosmetic ingredients using
industrial byproducts. We expect this work to be a starting point for finding skincare potential in
extracellular vesicles derived from sustainable sources and industrial byproducts, hence promoting a
circular economy