Tese de doutoramento em Ciências da SaúdeAs lesões vertebro-medulares (LVM) resultam de um trauma na espinal medula, seguido da perda parcial
ou completa da função motora e sensorial abaixo do nível de lesão. A transplantação celular tem estado
na vanguarda de muitas estratégias, mas apresentam uma taxa de implantação e sobrevivência baixas
perante o ambiente de lesão nocivo. Como alternativa, estratégias baseadas no uso do secretoma de
células estaminais têm sido muito exploradas. O secretoma de células estaminais mesenquimatosas
(MSCs) têm mostrado efeitos benéficos através de citoquinas anti-inflamatórias e fatores de crescimento
e regenerativos. Uma expressão diferencial destas moléculas por MSCs derivadas do tecido adiposo
(ASCs), medula óssea (BMSCs) e do cordão umbilical (HUCPVCs) sugerem um impacto terapêutico
distinto. Esta hipótese foi confirmada por experiências in vitro, onde o secretoma de ASCs promoveu
níveis de crescimento axonal superiores aos das outras populações celulares. De seguida, o potencial
terapêutico do secretoma de ASCs foi avaliado num modelo de LVM em Xenopus Laevis. A sua
administração na espinal medula dos Xenopus após transeção completa aumentou a regeneração axonal
e crescimento neuronal no local de lesão. Os animais tratados apresentaram formação de uma ponte
axonal na zona lesionada, assim como uma melhoria da função motora. Finalmente, o potencial
terapêutico do secretoma de ASCs foi avaliado num modelo de LVM em ratinho. O secretoma foi
administrado por via intravenosa após transeção completa torácica da espinal medula. Os animais
tratados demonstraram melhorias das funções motoras e sensoriais, acompanhado por uma redução
evidente do número de células inflamatórias no local de lesão, o que sugere uma ação anti-inflamatória
do secretoma das ASCs. Foi também observado crescimento e regeneração axonal após tratamento,
assim como uma diminuição da cavidade de lesão.
Em resumo, os resultados aqui apresentados providenciam evidências do potencial terapêutico do
secretoma de ASCs após LVM, considerando os seus efeitos positivos ao nível da inflamação neuronal e
crescimento e regeneração axonal, observado nos modelos in vitro e in vivo aqui estudados, e que estão
associados à recuperação motora dos Xenopus Laevis e do ratinho.Spinal cord injury (SCI) results from a mechanical trauma to the spinal cord, followed by partial or
complete loss of motor and sensory function below the level of injury. Cell transplantation has been in
the forefront of regenerative medicine strategies, but often presents low engraftment and survival rate
within the aggressive environment of SCI. Alternatively, cell-free based strategies using the secretome of
stem cells has been highly explored. Mesenchymal stem cells (MSCs) secretome has been showing
beneficial effects through anti-inflammatory cytokines and regenerating- and growth-permissive factors. A
differential expression of these molecules by adipose tissue (ASCs)-, bone-marrow (BMSCs)- and umbilical
cord (HUCPVCs)-derived MSCs suggested a distinct therapeutic outcome. Indeed, this was confirmed in
in vitro experiments, where ASCs secretome promoted significantly higher levels of axonal growth, when
compared to the other cell populations. Following this, the therapeutic potential of ASC secretome was
evaluated in a Xenopus laevis model of SCI. ASC secretome delivery into a transected Xenopus spinal
cord increased axonal regeneration and neuronal regrowth at the lesion site. Treated animals showed
ablation gap closure and axonal bridge formation between the two spinal cord stumps, as well as an
improved motor function. Finally, the therapeutic potential of ASC secretome was evaluated in a mice
model of SCI. ASC secretome was intravenously administered into mice spinal cord after complete
thoracic transection. Treated animals showed improved motor and sensorial function, accompanied by a
marked reduction on the number of inflammatory cells at the lesion site, suggesting an anti-inflammatory
action of ASC secretome. Axonal outgrowth and regeneration through the injury was also observed upon
ASC secretome treatment, as well as decreased lesion cavities.
Altogether, these results provide evidences of the therapeutic potential of ASC secretome after SCI,
supported by indications on the positive effects exerted on neuroinflammation, and axonal outgrowth and
regeneration, observed for in vitro and in vivo models herein studied, and that were associated to
locomotor recovery to both Xenopus laevis and mice.Financial support from Science Foundation Ireland (SFI) and the European Regional Development Fund (Grant
Number 13/RC/2073). Financial support was provided from Prémios Santa Casa Neurociências - Prize
Melo e Castro for Spinal Cord Injury Research (MC-04/17); Portuguese Foundation of Science and
Technology [Doctoral Fellowship to R. C. Assunção-Silva (PDE/BDE/113596/2015)]; funded by FEDER,
through the Competitiveness Internationalization Operational Programme (POCI), and by National funds,
through the Foundation for Science and Technology (FCT), under the scope of the projects POCI-01-0145-
FEDER-007038; TUBITAK/0007/2014; PTDC/DTP-FTO/5109/2014; POCI-01-0145-FEDER-029206;
POCI-01-0145-FEDER-031392; PTDC/MED-NEU/31417/2017 and NORTE-01-0145-FEDER-029968.
This work has also been developed under the scope of the project NORTE-01-0145-FEDER-000013,
supported by the Northern Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), under the Portugal
2020 Partnership Agreement, through the European Regional Development Fund (FEDER)
