Executive control is a vital cognitive function that facilitates the focussing and shifting of attention, planning and working towards a goal, ignoring distractions, and flexibly responding to novel situations. Disruptions to executive control are seen in many psychiatric and neurodegenerative disorders, as well as healthy ageing, which can be profoundly detrimental. Despite having many effective and well-validated methodologies for detecting and quantifying these deficits, there are very few treatments — pharmacological or otherwise — for ameliorating executive dysfunction. This lack of progress can partly be blamed on difficulties associated with identifying drugs that enhance cognition in preclinical research. The work in this thesis aimed to expand our understanding of executive dysfunction — as well as the tasks that measure it — in rats. In results presented in chapter three, middle-aged rats demonstrated impaired reversal learning on the standard attentional set-shifting task, but this was treatable with a novel drug targeting the N-methyl-D-aspartate receptor. The age impairments seen in this experiment were similar to those previously found in young rats with orbital prefrontal cortex (OFC) lesions. The results of chapter four expanded on this similarity to show that, along with reversal deficits, young OFC-lesioned rats are impaired at forming attentional sets when tested on a modified task. In chapter five, another modified set-shifting task revealed that middle-aged rats also suffer from impaired set-formation, but their reversal learning impairments only manifest before attentional set has been formed — not after. Finally, in chapter six, the putative cognitive enhancer modafinil was found to exacerbate middle-aged rats' reversal learning deficit, but it also enhanced their subsequent ability to form attentional set. These experiments reveal that modifying the rat attentional set-shifting task can sometimes make it a more effective tool for testing cognitive enhancers in preclinical settings.

Einleitung: Tiermodelle spielen für die Aufklärung pathophysiologischer Mechanismen und die Entwicklung erfolgsversprechender Therapieoptionen zentralnervöser Bewegungsstörungen eine unverzichtbare Rolle. Die Identifizierung von Gendefekten für die Parkinson-Krankheit und Dystonien ermöglichte die Generierung von Tiermodellen mit einer hohen „construct validity“. Weibliche transgene Thy1-aSyn Mäuse sowie DYT1 Knock-in (KI) Mäuse zeigen jedoch keine motorischen Störungen. In der vorliegenden Arbeit sollten zur Aufdeckung sensomotorischer Beeinträchtigungen, die bei Parkinson- und Dystoniepatienten beobachtet werden, detaillierte Untersuchungen des Verhaltens an diesen beiden Mausmodellen durchgeführt werden. Zielstellung: Zunächst sollte ein sensitiver Verhaltenstest konstruiert und entwickelt werden, bei dem sich ändernde sensorische Stimuli während der Ausübung der motorischen Aufgabe impliziert werden. Bei der Etablierung dieses sogenannten „adaptiven rotierenden Balkentests“ (ARB-Test) sollte auch der Einfluss des genetischen Hintergrunds bei Wildtyp-Mäusen evaluiert werden. Daraufhin sollte überprüft werden, ob dieser Test den Endophänotyp der weiblichen Thy1-aSyn Mäuse aufdecken kann. In dem DYT1 KI Mausmodell sollte der Frage nachgegangen werden, ob die Tiere Verhaltensdefizite in spezifischen Tests zeigen, die sensomotorische Verschaltungen untersuchen. Material und Methoden: Die mRNA-Expression von α-Synuclein in der Substantia nigra bei männlichen und weiblichen Thy1-aSyn Mäusen wurde mithilfe der quantitativen Echtzeit-PCR (qPCR) ermittelt. Im Anschluss an die Entwicklung des neuen Verhaltensapparates für den ARB-Test wurden Thy1-aSyn Tiere beider Geschlechter in diesem Versuch getestet und ihre Leistung den Ergebnissen auf etablierten motorischen Verhaltenstests („challenging beam test“, „pole test“) gegenübergestellt. Um den Einfluss des Hintergrundstammes auf das Verhalten der Tiere auf dem ARB-Test zu untersuchen, wurden Wildtypen der reinen C57BL/6J-Linie sowie Hybrid-Tiere des Stammes C57Bl/6J × DBA2 (BDF1) allen drei o. g. Versuchen unterzogen. Bei den Mäusen des DYT1 KI Modells wurde der „adhesive removal test“ und der ARB-Test zur Analyse der Sensomotorik durchgeführt. Im Vergleich dazu wurden vielfältige Verhaltensparameter in einer Reihe vorwiegend motorischer (Offenfeld-Test, „challenging beam test“, „pole test“, Zylinder-Test, Block-Test, Nestbau-Test) und kognitiver („y-maze test“) Verhaltenstests ausgewertet. Ergebnisse: Bei den weiblichen Thy1-aSyn Mäusen wurde eine geringere Expression des Transgens im Vergleich zu den männlichen Tieren festgestellt. Der neue ARB-Test wurde erfolgreich etabliert und konnte signifikante Verhaltensdefizite der weiblichen und männlichen Mutanten des Parkinson-Modells im Vergleich zu den Kontrolltieren aufdecken. Der genetische Hintergrund beeinflusste die Leistung der Wildtypen auf diesem Balkentest. Während die DYT1 KI Tiere in den rein motorischen und kognitiven Versuchen keine Beeinträchtigungen des Verhaltens zeigten, konnten der „adhesive removal test“ sowie der neue ARB-Test signifikante sensomotorische Defizite der KI Mäuse im Unterschied zu den Wildtypen zum Vorschein bringen. Schlussfolgerung: Im Thy1-aSyn Mausmodell konnte die Bedeutung der sensomotorischen Integration für die Ausprägung motorischer Defizite sowie für eine mögliche Kompensation solcher motorischen Beeinträchtigungen demonstriert werden. Hierfür hat sich der neu entwickelte, sensitive ARB-Test als geeignet herausgestellt. Die Aufdeckung von Beeinträchtigungen der Sensomotorik spricht auch bei den DYT1 KI Tieren für den Einfluss einer gestörten sensomotorischen Integration bei der Ausprägung der Symptomatik. Damit eignet sich dieses Mausmodell für die Untersuchung weiterer Parameter, die Auswirkungen auf die Aufdeckung des Phänotyps und die Penetranz der Erkrankung haben sowie um die zugrunde liegenden pathophysiologischen Mechanismen zu erforschen.

Introdução: A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é um distúrbio endócrino complexo com aspectos reprodutivos e metabólicos. Alterações do tecido adiposo participam da fisiopatologia da síndrome e anormalidades do metabolismo de ácidos graxos, bem como o estresse oxidativo, parecem ter papel importante nesse processo. Assim, tanto o exercício físico como a metformina são comumente recomendadas. O objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de genes envolvidos com a síntese e oxidação dos ácidos graxos e com os níveis de estresse oxidativo no tecido adiposo de ratas com modelo experimental de SOP tratadas com metformina (Met), submetidas ou não a exercício físico em esteira (Ex). Métodos: Foram utilizadas 46 ratas, Wistar, que receberam no 2º dia de vida, uma única injeção subcutânea de propionato de testosterona (1,25 mg) para a indução de estado de estro permanente e óleo de sésamo (controles). Com 80 dias de idade iniciou-se o experimento e os animais foram divididos em 5 grupos: 1) Controle; 2) SOP ; 3) SOP+Met; 4) SOP+Ex; 5) SOP+Met+Ex.Os tratamentos tiveram duração de 6 semanas. Os animais foram sacrificados aos 120 dias de vida e foram retirados os depósitos das gorduras inguinal e mesentérica. Os depósitos de gordura inguinal e mesentérica foram utilizados para análise da expressão dos genes Acaca, Srebp1, Cpt1 e Cd36, por PCR quantitativo em tempo real, e dos níveis de estresse oxidativo pela dosagem das glutationas reduzida (GSH) e oxidada (GSSG). Adicionalmente, o tamanho dos adipócitos foi analisado por histomorfometria. Resultados: Na análise histomorfométrica dos adipócitos da gordura mesentérica, houve diminuição significativa no grupo SOP+Met+Ex em relação ao grupo SOP. O grupo SOP apresentou hipertrofia em relação ao grupo controle. A análise na gordura inguinal não apresentou nenhuma diferença entre os grupos.Não houve diferença estatística entre os grupos nas análises de expressão gênica das gorduras mesentérica e marrom. Não identificamos diferenças nas medidas de estresse oxidativo (razões GSH/GSSG ,GSH, GSH total, GSSG e razão GSH/GSSG) no tecido adiposo subcutâneo, mesentérico, perigonadal e marrom entre os depósitos de gordura dos animais em nenhum dos grupos avaliados / Introduction: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a complex endocrine disorder, affecting both reproductive and endocrine systems. Changes in adipose tissue are involved in the pathophysiology of the syndrome, and abnormalities of fatty acid metabolism, as well as oxidative stress, appear to play an important role in this process. Thus, both physical exercise and metformin are commonly recommended. The objective of this study was to evaluate the expression of genes involved in the synthesis and oxidation of fatty acids and oxidative stress levels in adipose tissue of in an experimental model of PCOS using Wistar rats. Methods: 46 rats, Wistar, treated with a single subcutaneous injection of testosterone propionate (1.25 mg) for the induction of permanent estrus status (PCOS model) or sesame oil (controls) on the 2nd day of life. Experimental phase of the study was started when animals completed 80 days of age. They were divided into 5 groups: 1) Control; 2) PCOS; 3) PCOS+ Met; 4) PCOS + Ex; 5) PCOS + Met + Ex. Intervention lasted 6 weeks. Animals were sacrificed at 120 days of age and the deposits of inguinal and mesenteric fat were removed. Inguinal and mesenteric fat deposits were used to analyze the expression of Acaca, Srebp1, Cpt1 and Cd36 genes by quantitative realtime PCR and oxidative stress levels by reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG). In addition, adipocyte size was analyzed by histomorphometry. Results: In the histomorphometric analysis of mesenteric fat adipocytes, there was a significant decrease in the PCOS + Met + Ex group in relation to the PCOS group. PCOS group presented hypertrophy in relation to the control group. Inguinal fat analysis did not present any differences between the groups. There was no statistical difference between groups in analyzes of gene expression of mesenteric and brown fats. We did not identify differences in oxidative stress measurements (GSH / GSSG, GSH, total GSH, GSSG and GSH / GSSG ratio) in the subcutaneous, mesenteric, perigonadal and brown adipose tissue among the fat deposits of the animals in any of the evaluated groups

INTRODUÇÃO: A displasia do desenvolvimento do quadril (DDQ) é uma das patologias mais relevantes e polêmicas que acometem as crianças desde o nascimento. A anatomia tridimensional, a complexidade da articulação do quadril, o pouco conhecimento sobre o potencial de remodelação acetabular após luxação ou sub-luxação e as sequelas na marcha e na movimentação suscitam várias discussões sobre esse tema. A revisão bibliográfica a respeito dos diferentes tipos de capsulorrafia é muito pouco discutida entre os pesquisadores. Técnicas menos agressivas e que possibilitem maior resistência à recidiva da luxação após a redução cruenta devem ser pesquisadas. OBJETIVO: a presente pesquisa busca, por meio de ensaios biomecânicos, comparar as capsulorrafias com sutura simples e com âncoras, em quadris de coelhos. MATERIAL E MÉTODO: Foram utilizados 13 coelhos, 26 quadris, todos machos da raça Nova Zelândia albinos (Oryctolagus cuniculus). Inicialmente, realizamos um projeto piloto em três coelhos (06 quadris). Este experimento constou de 10 coelhos, divididos em 02 grupos: o grupo 1 submetido à capsulorrafia (quadris direito e esquerdo) com sutura simples utilizando fio absorvível de ácido poliglicólico e o grupo 2 submetido a capsulorrafia (quadris direito e esquerdo) com âncora de titânio. Após o período de quatro semanas de operados, todos animais foram submetidos à eutanásia e seus quadris congelados. Após um descongelamento prévio das peças no mesmo dia das análises biomecânicas, foram avaliados os parâmetros da rigidez (Rig), força máxima (Fmax), deformidade máxima (Dmax) e energia (E). RESULTADO: não houve diferença estatisticamente significante em relação à força no limite de proporcionalidade, rigidez e força máxima entre os grupos com sutura simples e com âncora. CONCLUSÃO: Por meio dos ensaios biomecânicos, tendo como parâmetro a rigidez (Rig), força máxima (Fmax), deformidade máxima (Dmax) e energia (E), ficou demonstrado que as capsulorrafias em quadris de coelhos com sutura simples e com âncora são semelhantes entre si. / INTRODUCTION:HDD (Hip Development Dysplasia) is one of the most important and controversial pathologies which affect children. The threedimensional anatomy and complexity of the hip joint, as well as the little understanding of the potential of acetabular reconstruction after luxation or sub-luxation and the later effects on the child\'s gait and movement, raise various points of discussion. Little literature exists about the different types of capsulorrhaphy. Techniques which are less aggressive or decrease risk of luxation after surgical reduction must be researched. OBJECTIVE: Using biomechanical studies, this research aims to compare hip capsulorrhaphy in rabbits, carried out with two different techniques: capsulorrhaphy with simple sutures and with anchors. MATERIAL AND METHOD: Thirteen New Zealand Albino (Oryctolagus cuniculus) male rabbits, twenty-six hip joints, were used. First, a pilot project was performed with three rabbits (six hip joints). The experimental group consisted of ten rabbits and was divided in two sub-groups: group 1 underwent capsulorrhaphy on both right and left hips with simple suture using polyglocolic acid absorbable thread, and group 2 underwent capsulorrhaphy with titanium anchors. After a four-week postoperation period, the animals were euthanized and the hip joints were frozen. On the same day the hip joints were unfrozen, a biomechanical study was carried out, evaluating the following parameters: rigidity, maximum force, maximum deformity and energy. RESULTS: There was no relevant statistical difference in rigidity, maximum force, maximum deformity and energy between the simple suture and anchor groups. CONCLUSION: Through biomechanical analyses, using parameters of rigidity, maximum force, maximum deformity and energy, it has been shown that a capsulorrhaphy with simple suture and with an anchor has similar results in rabbit hip joints.

O exercício aeróbio foi recentemente descrito como capaz de reduzir a função pulmonar e diminuir o risco de desenvolver DPOC entre fumantes ativos. A plausibilidade biológica da influência da atividade física sobre o declínio da função pulmonar está relacionada aos efeitos anti-inflamatórios efeitos da atividade física, que tem sido descritos em estudos experimentais. A hipótese é que haveria uma interação entre exercício aeróbio e o desenvolvimento da doença. A fim de explorar mais a fisiopatologia da DPOC induzida pela exposição à fumaça de cigarro e os efeitos do exercício no desenvolvimento do enfisema, utilizamos um modelo experimental de DPOC. C57Bl6 foram divididos em quatro grupos: Controle, Fumo, Exercício e Fumo/Exercício. Os animais dos grupos Fumo foram expostos à fumaça de cigarro por 30 minutos por dia, 5 dias por semana, durante 24 semanas. Os animais dos grupos Exercício foram treinados em intensidade moderada durante 60 minutos por dia, 5 dias por semana durante 24 semanas. Os resultados demonstraram que o treinamento físico aeróbio regular de intensidade moderada inibiu o desenvolvimento de enfisema, o aumento do total de células inflamatórias e a produção de espécies reativas de oxigênio no LBA, além do aumento na geração de óxido nítrico exalado, induzido pela exposição à fumaça do cigarro, e inibiu o aumento de 8-isoprostano e MCP1, além de aumentar a expressão da GPx, SODCuZn, TIMP1 e IL-10 por células inflamatórias na parede alveolar. O estudo também mostrou que o treinamento físico aeróbio foi capaz de inibir a diminuição da elastância pulmonar induzida pela exposição à fumaça de cigarro, mas não reduziu o aumento de colágeno no parênquima pulmonar. Estes resultados sugerem que o treinamento físico regular aeróbico de intensidade moderada pode desempenhar um papel importante durante a instalação da doença devido ao seu efeito antioxidante e antiinflamatório / Aerobic exercise was recently described as capable to reduce lung function decline and risk of developing COPD among active smokers. The biological plausibility of the influence of physical activity on the decline of lung function relies on the anti-inflammatory effects of physical activity, which have been described in experimental studies. We hypothesized there would be an interaction between aerobic exercise and development of disease. In order to further explore the physiopathology of COPD induced by exposure to cigarette smoke and the effects of exercise in development of emphysema, we used an experimental model of DPOC. C57Bl6 were divided in four groups: Control, Smoke, Exercise and Smoke/Exercise. Smoke groups were exposed to cigarette smoke for 30 minutes a day, 5 days a week, for 24 weeks. Exercise groups were trained at moderate intensity exercise for 60 minutes/day, 5 days/week for 24 weeks. The results demonstrated that regular aerobic physical training of moderate intensity inhibited alveolar distension, the increase of total inflammatory cells and production of reactive oxygen species in BAL and the increase in the generation of exhaled nitric oxide induced by exposure to cigarette smoke, and reduced the expression of 8-isoprostane and MCP1 and increased the expression of GPx, SODCuZn, TIMP1 and IL-10 by inflammatory cells in the alveolar wall. The study also showed that aerobic physical training was able to inhibit the decrease in lung elastance induced by exposure to cigarette smoke, but not the content in collagen fibers. These results suggest that regular aerobic physical training of moderate intensity may play an important role during the installation of disease due to its antioxidant and antiinflammatory effects

O canabidiol (CBD), um componente não-psicotomomético presente na planta Cannabis sativa, induz efeitos ansiolíticos em roedores e humanos após administração sistêmica. Entretanto, poucos estudos foram feitos para identificar as estruturas cerebrais envolvidas nesses efeitos do CBD. Dados prévios do nosso laboratório apontam para um possível envolvimento do núcleo leito da estria terminal (NLET) nos efeitos ansiolíticos do CBD, como evidenciado pelos níveis alterados (reduzidos) de imunorreatividade para proteína c-Fos (marcador de ativação neuronial) em animais tratados com administração sistêmica de CBD no modelo da resposta emocional condicionada (REC) contextual. Os mecanismos de ação pelos quais o CBD produz seus também são ainda pouco compreendidos, mas pode envolver a ativação de receptores 5-HT1A. Assim, o presente trabalho investigou se a administração de CBD diretamente no NLET atenuaria a expressão da REC contextual. Além disso, nós também avaliamos o envolvimento do NLET nos efeitos ansiolíticos do CBD em outros dois modelos animais de ansiedade amplamente utilizados, o labirinto em cruz elevado e o teste do lamber punido de Vogel e, se os efeitos ansiolíticos do CBD envolveriam a ativação local de receptores 5-HT1A. Os resultados mostraram que o CBD reduziu significativamente o tempo de congelamento e atenuou as respostas cardiovasculares induzidas pela re-exposição ao contexto aversivo no modelo da REC contextual. Além disso, o CBD também aumentou a exploração dos braços abertos do LCE, bem como o número de lambidas punidas no teste de Vogel, sugerindo um efeito ansiolítico. Adicionalmente, o CBD não alterou o número de entradas nos braços fechados do LCE e não interferiu no consumo de água ou no limiar nociceptivo, descartando potenciais interferentes nesses dois modelos. Nós também observamos que o pré-tratamento local com WAY100635, um antagonista de receptores 5-HT1A, foi capaz de bloquear os efeitos do CBD injetado no NLET nos três modelos animais utilizados. Logo, estes resultados dão suporte à proposta que NLET está envolvido nos efeitos ansiolíticos do CBD observado após a administração sistêmica, e que este efeito parece envolver a neurotransmissão mediada por receptores 5-HT1A. / Cannabidiol (CBD), a major non-psychotomimetic compound from Cannabis sativa, induces anxiolytic effects in rodents and humans following systemic administration. Despite the brain structures of CBD acts remain poorly understood, previous results from our laboratory suggest that the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) may be involved in the anxiolytic effects of CBD, as evidenced by changed levels (decreased) in c-Fos protein expression (a marker of neuronal activation) in animals treated with systemic administration of CBD in the contextual fear conditioning. The mechanisms of CBD effects are still poorly understood but may involve activation of 5-HT1A receptors. Thus, in the present study, we have investigated the anxiolytic-like effects of intra-BNST administration of CBD in rats submitted to contextual fear conditioning. Moreover, we also evaluated the involvement of the BNST in the anxiolytic effects of CBD in other two widely used animal models of anxiety, the elevated plus-maze and the Vogel conflict test, and if these effects are mediated by local activation of 5-HT1A receptors. The results showed that CBD significantly decreased the freezing time and attenuated the cardiovascular responses induced by contextual fear conditioning. Moreover, CBD has also increased the exploration of open arms in EPM, and the number of punished licks in the Vogel test, suggesting an anxiolytic effect. Additionally, the CBD did not alter the number of entries in closed arms of the EPM and did not affect water consumption or pain threshold, eliminating potential interferences of these two models. We also found that local pretreatment with WAY100635, a 5-HT1A receptor antagonist, was able to block the effects of CBD injected into the BNST in the three animal models of anxiety used. Hence, these results support the proposal that BNST is involved in anxiolytic effects of CBD observed after systemic administration, and this effect seems to involve the neurotransmission mediated by 5-HT1A receptors.

A estreptozotocina (STZ) é utilizada como modelo de indução do Diabetes, e mais recentemente, sua injeção intracerebroventricular (icv) tem sido utilizada como modelo animal de DA. Nosso objetivo neste trabalho é o de avaliar os efeitos causados por doses subtóxicas de STZ em uma linhagem de neuroblastoma sobre a cascata intracelular associada à sinalização de insulina. Os resultados confirmam a doação espontânea de NO pela STZ e sugerem que a droga é capaz de modular a cascata intracelular associada ao receptor de insulina devido à doação do radical livre. O perfil de produção de EROs induzido por STZ pode ser a causa da sua neurotoxicidade. Por fim, foi visto que o tratamento com STZ, bem como a indução de resistência à insulina, é capaz de impedir a formação de neuritos pelo tratamento com NGF. Dessa forma, este trabalho contribui para a elucidação dos mecanismos pelos quais a injeção icv de STZ pode causar algumas características de toxicidade neuronal semelhantes à DA. / Streptozotocin (STZ) has been used as an animal model for Diabetes and, more recently, its intracerebroventricular (icv) injection as an AD animal model. Our objective involves the assessment of the effects caused by subtoxic doses of STZ in a neuroblastoma cell line upon insulin signaling associated intracellular cascade. Results confirm STZ spontaneous NO donation and suggest that the drug is capable of modulating the intracellular cascade associated to insulin receptor due to the spontaneous donation of the free radical. Therefore, EROs production may play an important role in the mechanism linked to STZ induced neurotoxicity. Ultimately, it has been shown that STZ treatment, as well as insulin resistance alone, is capable of impair neurite outgrowth by NGF treatment. This work contributes for the elucidation of the mechanisms by which STZ icv injection may cause features similar to DA.

A Medicina natural tem se apresentado como alternativa para a cura de inúmeras doenças que afetam a população, utilizando-se de plantas da flora brasileira; muito embora ainda não sejam totalmente esclarecidos os princípios ativos, mecanismo de ação e características de citotoxicidade destes produtos. Uma dessas substâncias é um óleo extraído de uma árvore de grande porte da familia Leguminosea e encontrado em todo o Brasil, denominado óleo de Copaíba cujo uso é bastante difundido pela população da região amazônica, e com as seguintes comprovações científicas: diurético, laxante, antitetânico, anti-séptico do aparelho urinário, cicatrizante, antiinflamatório e inibidor tumoral. Com esse propósito avaliou-se o comportamento quimiopreventivo do óleo resina de Copaíba na forma natural e manipulado artesanalmente no desenvolvimento de neoplasias DMBA induzidas na mucosa bucal de hamsters sírios dourados (Mesocricetus auratus). Oitenta animais foram divididos em cinco grupos experimentais: (Grupo I: DMBA; Grupo II: óleo de Copaíba in natura; Grupo III Óleo de Copaíba manipulado; Grupo IV: DMBA + óleo de Copaíba in natura e Grupo V: DMBA + óleo de Copaíba manipulado artesanalmente). Procedeu-se a aplicação das substâncias experimentais, precedido por rígida observação clínica respeitando-se os períodos de 7, 13 e 20 semanas respectivamente. Após os intervalos cronológicos os animais foram mortos e os espécimes linguais avaliados morfologicamente. Os resultados demonstraram que as substâncias experimentais apresentaram estreita associação com o peso dos animais; lesões de aspecto macroscópico e microscópico mais significativo foram observadas no grupo I quando comparado ao grupo IV e V, respectivamente, sugerindo um efeito inibidor das duas apresentações do óleo de Copaíba. Não encontramos diferença estatística significante entre a capacidade de inibição tumoral quando comparamos o grupo IV e o grupo V, respectivamente. A ocorrência das lesões bucais não se mostrou restrita a borda lateral da língua exclusivamente; ocorrendo em outras regiões como: soalho bucal, ventre lingual, mucosa jugal e comissura labial. Nossos estudos baseados em parâmetros como: peso dos animais, diâmetro das lesões bucais, aspectos macroscópicos e microscópicos puderam observar significativa redução nos grupos IV e V em relação ao grupo I. Novos estudos devem ser conduzidos, baseados em ensaios imunoistoquímicos e de biologia molecular para maior confiabilidade e aprofundamento de nossos resultados. / Natural Medicine has been considered an alternative to cure several diseases affecting the population, using plants from the Brazilian flora, even though the active principles, mechanism of action and cytotoxicity of these products have not been fully elucidated so far. One such substance is the copaiba oil, extracted from a large tree of the family Leguminosae, found throughout Brazil. This oil has widespread use by the Amazonian population and has been scientifically demonstrated to be diuretic, laxative, antitetanic, antiseptic for the urinary system, healing, antiinflammatory, and tumor inhibitive. Within this context, this study evaluated the chemopreventive effect of copaiba oil, in natural form and hand prepared, on the development of DMBA-induced neoplasia of oral mucosa in golden Syrian hamsters (Mesocricetus auratus). Eighty animals were divided into five study groups, as follows: Group I - DMBA; Group II - copaiba oil in natura; Group III - hand prepared copaiba oil; Group IV - DMBA + copaiba oil in natura; and Group V - DMBA + hand prepared copaiba oil. The experimental substances were applied and the animals were maintained under strict clinical observation for 7, 13 and 20 weeks. After these time periods, the animals were killed and specimens obtained from the tongue were morphologically evaluated. The results demonstrated that the experimental substances presented close association with the weight of animals; lesions with more significant macroscopic and microscopic aspect were observed for Group I compared to Groups IV and V, respectively, suggesting an inhibitive effect of both forms of copaiba oil. There was no statistically significant difference in tumor inhibition ability between Groups IV and V. The occurrence of oral lesions was not restricted to the lateral border of the tongue; rather, it was also observed on other regions, including the mouth floor, ventral tongue, oral mucosa and lip commissure. Investigation of the weight of animals, diameter of oral lesions, macroscopic and microscopic aspects revealed significant reduction in Groups IV and V compared to Group I. Further studies should be conducted, including histochemistry and molecular biology analyses, to enhance the reliability and strengthen the present outcomes.

Craniofacial development is a tightly regulated event that requires expression of many genes at a precise space-temporal specificity. Interference in the regulation of such genes and their pathways is known to lead to abnormal phenotypes affecting the face and cranium. In this manner, regulation of these pathways is further complicated by interaction between genetic and environmental factors such that disturbance to either may result in craniofacial malformation, as orofacial clefts. Despite several at-risk loci have been identified, they do not completely explain the high heritability observed for the orofacial clefts and many questions remain open. For example, concerning the orofacial clefts transcriptome, the gene pathways which may be dysregulated and the affected cellular processes are still poorly understood. Further, if there is gene expression dysregulation in orofacial clefts, the causes leading to that need to be elucidated, such as the investigation of epigenetic factors. Also, since the multifactorial contribution makes environment relevant to this malformation, epigenetic and epigenomic differences in orofacial clefts should clarified. At last, rare syndromic forms of orofacial clefts with still unknown molecular cause and mechanisms should be elucidated in order to better understand craniofacial development and their impact in non-syndromic forms. Therefore, the main objective of this study was to investigate the molecular mechanisms involved in the aetiology of orofacial clefts, which was focused in gene expression and epigenetic analysis in non-syndromic cleft lip and/or palate (NSCL/P) as well as genetic, gene expression, animal modelling and epigenetics in Richieri-Costa-Pereira Syndrome (RCPS), a rare autosomal recessive syndromic form of orofacial cleft. We found significant transcriptome differences in NSCL/P in comparison to controls, revealing the BRCA1-dependent DNA damage repair pathway as compromised in NSCL/P cells leading to DNA damage accumulation. Next, we studied the potential of DNA methylation in those cells and found a slight but significant increase of BRCA1 promoter DNA methylation in NSCL/P cells and a distinct DNA methylation distribution, point to a possible epigenetic contribution in this phenomenon. We also evaluated the contribution of DNA methylation in 8q24.21 region, one of the most replicated regions in NSCL/P Genome-wide association studies and found no significant differences in our sample. Attempting to investigate DNA methylation in NSCL/P in an epigenomic level, we analysed methylomes and found 578 methylation variable positions in NSCL/P, highly enriched in regulatory regions and in relevant gene pathways for craniofacial development as Epithelial-Mesenchymal Transition pathway. We also studied effect of DNA methylation in familial NSCL/P displaying incomplete penentrance and found a significant increase of CDH1 promoter hypermethylation in penetrant cases in comparison to non-penetrants. Finally, by the use of different sequencing strategies and identity-by-descent analysis we mapped the mutation region of RCPS to EIF4A3 5\'UTR/promoter and found a complex structure of expanded repeats in RCPS patients leading to EIF4A3 downregulation. We were also able to validate the phenotypes using an animal modelling strategy in zebrafish. Because those repeats are CG rich, we investigated whether they were submitted to DNA hypermethylation in RCPS patients as a cause for EIF4A3 hypomorphism, however we found no evidence of methylation increase in RCPS. In conclusion, we were able to associate dysregulated pathways to NSCL/P susceptibility and DNA methylation differences to both non-familial and familial NSCLP. Besides, we were able to identify the genetic cause of RCPS, which now can be molecularly diagnosed. Altogether, our results add to the understanding of craniofacial development and the aetiology of orofacial clefts / O desenvolvimento craniofacial é um evento finamente regulado que requer a expressão de muitos genes em uma precisão espaço-temporal específica. A interferência na regulação de tais genes e suas respectivas vias é sabidamente causadora de fenótipos que afetam a face e o crânio. Neste sentido, a regulação destas vias é decorrente da interação entre fatores genéticos e ambientais, de tal forma que a perturbação de quaisquer destes fatores pode resultar em malformações craniofaciais, como as fissuras orofaciais. Apesar dos muitos loci de risco já identificados, estes não explicam completamente a alta herdabilidade observadas nas fissuras orofaciais e muitas questões permanecem em aberto. Por exemplo, em relação ao transcriptoma em fissuras orofaciais, as vias genéticas que podem estar desreguladas, assim como processos celulares afetados em decorrência, são ainda pouco compreendidos. Além disso, se há desregulação na expressão de genes em fissuras orofaciais, as causas que levam a essas diferenças necessitam ser elucidadas, como, por exemplo, por meio da investigação de fatores epigenéticos. Também, uma vez que o componente multifatorial torna a influência do ambiente relevante para esta malformação, diferenças epigenéticas e epigenômicas nas fissuras orofaciais devem ser melhor compreendidas. Por fim, formas raras e sindrômicas de fissuras orofaciais sem elucidação de causa moleculares devem ser estudadas para que melhor se compreenda o desenvolvimento craniofacial e o impacto destes mecanismos moleculares em formas não-sindrômicas. Portanto, nosso objetivo principal neste estudo foi investigar os mecanismos moleculares envolvidos na etiologia das fissuras orofaciais, com o foco na análise de expressão gênica e epigenètica em fissuras de lábio-palatinas não-sindrômicas (FL/P NS) e também o estudo genético, de expressão gênica, modelagem animal e epigenética na Síndrome de Richieri-Costa-Pereira (RCPS), uma forma sindrômica e autossômica recessiva de fissura orofacial. Nós encontramos diferenças significantes no transcriptoma de FL/P NS em comparação com controles, que revelaram o comprometimento da via do BRCA1 no reparo ao dano de DNA e o acúmulo de dano de DNA em células FL/P NS. Em seguida, nós estudamos o potencial da metilação de DNA nestas células e encontramos um pequeno, porém significante, aumento de metilação de DNA no promotor do BRCA1 e uma distribuição diferente de metilação, apontando para uma possível contribuição epigenética na desregulação do gene. Nós também avaliamos a contribuição da metilação de DNA na região 8q24.21, uma das mais associadas às FL/P NS por meio de Genome-wide association studies, porém não encontramos diferenças significantes na nossa amostra. Com o intuito de investigar a metilação de DNA em FL/P NS em uma escala epigenômica, nós analisamos o perfil de metilomas e encontramos 578 sítios diferencialmente metilados nas FL/P NS, altamente enriquecidos em regiões regulatórias e em vias relevantes para o desenvolvimento craniofacial como a via de Transição Epitélio-Mesenquimal. Nós também estudamos o efeito da metilação de DNA em casos famílias de FL/P NS com penetrância incompleta e encontramos um aumento significativo de metilação do promotor do CDH1 nos casos penetrantes em comparação aos não-penetrantes. Por último, por meio de diferentes estratégias de sequenciamento e análise de segregação de haplótipos nós mapeamos a mutação de RCPS na região 5\'UTR/promotor do EIF4A3 e encontramos uma estrutura complexa de expansão de repetições nos pacientes RCPS, ocasionando a diminuição da expressão do EIF4A3. Nós também reproduzimos fenótipos comparáveis aos da RCPS por meio de modelo animal em zebrafish. Uma vez que tais repetições são ricas em CG, nós investigamos se estas poderiam ser submetidas à metilação de DNA em pacientes RCPS como uma causa para a redução dos transcritos do EIF4A3, porém não encontramos evidências de aumento de metilação em RCPS. Em conclusão, nós conseguimos associar vias gênicas desreguladas à susceptibilidade para as FL/P NS e diferenças de metilação de DNA tanto em casos familiais como não-familiais de FL/P NS. Além disso, identificamos a causa genética de RCPS, sendo que a síndrome pode ser agora diagnosticada molecularmente. Em conjunto, nossos resultados adicionam ao conhecimento do desenvolvimento craniofacial e na etiologia das fissuras orofaciais

L’évaluation de biomarqueurs et de thérapies innovantes pour la maladie d’Alzheimer (MA) souffre de la mauvaise compréhension des phases initiales de la maladie mais également du manque de modèles animaux pertinents et proches de la physiopathologie humaine. La majorité des modèles rongeurs disponibles reproduisent en seulement quelques mois les lésions classiques de la MA telles que les plaques amyloïdes et les dégénérescences neurofibrillaires (DNF), alors que leur apparition prend des années chez l’Homme. L’objectif de mon travail de doctorat a été de développer une nouvelle stratégie de modélisation des phases précoces de la MA sans surexpression majeure de transgène. Pour cela, nous avons utilisé le co-transfert des gènes humains APPSL et PS1M146L à l’aide de vecteurs viraux dans l’hippocampe de souris et de rats de 8 semaines. Nous avons caractérisé ces modèles et montré une production de peptides, comme le betaCTF ou l’abeta?42 issus du clivage de l’APP, similaire à ce que l’on observe dans l’hippocampe de patients atteints de la MA. Nous avons également montré une hyperphosphorylation de Tau et une défaillance synaptique caractérisée par une diminution des niveaux de PSD-95 et GLT-1 ainsi que par une augmentation du courant tonique glutamatergique. Ces modifications ont enfin été associées à des défauts comportementaux. Mes résultats suggèrent que de nombreux évènements apparaissent bien avant la formation des plaques amyloïdes ou des DNFs et conduisent à une perturbation de la synapse et à l’apparition précoce de défauts comportementaux. Nous disposons donc d’outils relevants quant à la compréhension des premiers stades de la MA qui permettront à la fois de tester de nouveaux composés médicaments sur ces modèles à large fenêtre thérapeutique, et de découvrir de nouveaux biomarqueurs précoces dans le plasma et le liquide cérébro-spinal. / Evaluation of biomarkers and new innovative therapies for Alzheimer's disease (AD) suffers from a misunderstanding of early phases and lack of appropriate animal models close to the human physiopathology. Most available rodent models reproduce hallmarks of AD such as amyloid plaques and neurofibrillary tangles in a few months, while it takes many years to be achieved in human. My PhD work consisted to develop a new modelling strategy of AD early phases without major overexpression of transgenes. To do so, we used gene transfer of human APPSL and PS1M146L using viral vectors injection in the hippocampus of 8 weeks old mice and rats. We characterized these models and showed peptides production, such as betaCTF and abeta42 from APP processing, similar to what is observed in AD patients hippocampi. We also highlighted a hyperphosphorylation of Tau followed by a synaptic failure characterized by a decrease of PSD-95 and GLT-1 levels and by an increase of the tonic current mediated by glutamate. These changes have been finally associated with behavioral deficits. My results suggest that many events appear well before the formation of amyloid plaques or tangles and lead to the disruption of the synapse and the early onset of behavioral defects. Thus, we now have relevant tools to understand the early stages of AD, which will allow us to test new drug compounds on these models with a wide therapeutic window and discover new early biomarkers in plasma and cerebrospinal fluid.