Os Transtornos do Espectro do Autismo (TEA) reúnem um conjunto de alterações no desenvolvimento, caracterizado por dificuldades nos níveis de interação social, linguagem, comunicação, processo imaginativo e no repertório restrito de interesses e atividades. O autismo ainda possui etiologia desconhecida e até o momento nenhum tratamento ou marcador clínico para diagnóstico foi identificado. Apesar de alta herdabilidade, há uma alta heterogeneidade na sua arquitetura genética. Fatores ambientais podem contribuir com o aumento do risco do desenvolvimento do autismo, incluindo a exposição pré-natal a teratógenos como o ácido valpróico (VPA). MicroRNA são pequenos RNA não codificadores com aproximadamente 19-25 nucleotídeos que atuam como reguladores da expressão gênica, podendo agir no controle de diversos processos biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar os perfis de expressão de alguns miRNA no sangue total do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA). Além disso, as funções potenciais dessas moléculas foram avaliadas através da correlação com seus genes alvos, os quais poderiam, por sua vez, estar associados com os fundamentos da patofisiologia do autismo. Mudanças nos níveis de miRNA induzidas pelo VPA podem contribuir para algumas características relacionadas ao autismo. Os alvos preditos e validados dos miRNA que se mostraram alterados incluem alguns genes que estão envolvidos na síntese de proteínas, na resposta imune, inflamatória e à hipóxia, no desenvolvimento dos linfócitos e do sistema nervoso entérico e na transmissão sináptica. O presente estudo sugere que a avaliação da expressão de miRNA pode ser utilizada para a identificação potencial de rotas alteradas no autismo e podem constituir marcadores para a detecção e diagnóstico, além de auxiliar nas investigações sobre mecanismos de ação molecular algumas em vias de sinalização supostamente alterados no autismo. / The Autism Spectrum Disorders (ASD) assemble a group of developmental disorders characterized by difficulties in levels of social interaction, language, communication, imaginative process and restricted repertoire of activities and interests. The etiology of autism has still unknown and no treatment or clinical markers for diagnosis were identified. Despite its high heritability, there is a high heterogeneity in its genetic architecture. Environmental factors may contribute to the increased risk of developing autism, including prenatal exposure to teratogens such as valproic acid (VPA). MicroRNA are small noncoding RNA with approximately 19-25 nucleotides that act as regulators of gene expression and may act in the control of many biological processes. The aim of this study was to evaluate the expression profile of miRNA levels in whole blood samples from animal model of autism by prenatal exposure to VPA. In addition, some potential roles of these miRNA were analyzed through correlation with their target genes, which could, in turn, be associated with the basis of the pathophysiology of autism. Changes in the miRNA levels induced by VPA may contribute to some features related to autism. The predicted and validated targets of the altered miRNA included some genes that are involved in protein synthesis, immune, inflammatory and hypoxia responses, lymphocytes and enteric nervous system development and synaptic transmission. The present study suggests that the assessment of the expression of miRNA may be used to perform the identification of potential pathways altered in autism and may constitute markers for the detection and diagnostics, in addition to studies related therapies and mechanistic investigations on signaling pathways putatively altered in autism.

Transtorno do espectro do autismo (TEA), é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social recíproca e na manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, há fortes evidências de que esta condição é causada por uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. Além disso, uma das características preponderantes a nível de circuitaria neural é o desequilíbrio entre excitação e inibição, com o predomínio do primeiro. A exposição ao ácido valpróico (VPA) durante a gestação é um dos conhecidos fatores de risco ambiental. Com base nesta informação, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em murinos. Nosso grupo demonstrou previamente que um tratamento subcrônico com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes é capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole pelo VPA. No presente trabalho, nós investigamos a influência do tratamento prenatal com o RSV nos níveis de expressão de proteínas sinápticas excitatórias (PSD-95 e neuroliguina- 1) e inibitórias (gefirina e neuroliguina-2) no córtex pré-frontal medial (CPFm) e no hipocampo de filhotes machos aos 30 dias de vida. O balanço entre excitação e inibição nestas regiões encefálicas já foi associado de maneira causal com a modulação do comportamento social em camundongos. Algumas alterações que observamos no grupo VPA foram contrapostas pela ação do RSV. Em resumo, RSV leva a uma tendência de diminuição da proteína PSD-95 no CPFm nos animais do grupo VPA+RSV em comparação ao grupo VPA (p=0,092), provavelmente exercendo suas ações ao nível da tradução. Adicionalmente, RSV aumenta significativamente os níveis de expressão gênica de gefirina no CPFm e hipocampo. Portanto, nós identificamos dois mecanismos diferentes pelos quais o RSV poderia reduzir a excitabilidade neuronal neste modelo animal de autismo. Isto se soma às crescentes evidências sobre desregulações na razão excitação/inibição no autismo que se relacionam com alterações de comportamento, e pode ser a base da ação preventiva exercida pelo RSV. / Autism spectrum disorder (ASD) is a group of neurodevelopmental disabilities characterized by sociability impairments accompanied by verbal and nonverbal communication deficits and stereotyped behavioral patterns. Although ASD etiology is still not known, there is growing evidence that this disorder is caused by a complex interplay of both genetic and environmental risk factors acting at the developmental stages and that a misbalance between excitation and inhibition (with predominance of the former) is a prominent characteristic at the circuitry level. One of the known risk factors is maternal use of valproic acid (VPA) during gestation. Based on this observation, VPA is commonly used to generate an ASD-like condition in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with Resveratrol (RSV) prevented the social deficits generated by VPA in the male offspring. In this work, we aimed to investigate the influence of prenatal RSV treatment on the expression levels of synaptic proteins of excitatory (PSD-95 and neuroligin-1) and inhibitory (gephyrin and neuroligin-2) contacts of medial prefrontal cortex (mPFC) and hippocampus in young male rats. Excitation/inhibition balance in these two brain regions is implicated causally in the modulation of social behaviors in murines. We identified alterations in the VPA animal model of autism, some of which were corrected by the RSV treatment. In summary, we found that RSV leads to a trend of decrease in the level of protein PSD-95 in the mPFC of the VPA+RSV group animals compared to the VPA group (p=0,092), probably exerting its actions at the translation level. In addition, RSV increases gene expression of gephyrin in both mPFC and hippocampus. Therefore, we identified two different mechanisms of reduction of the neuronal excitability mediated by RSV treatment in this animal model of autism. This adds evidence to the growing body of findings about alteration of behaviors mediated by excitation/inhibition regulation in autism, and can be the basis for the phenotypic prevention exerted by RSV.

O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por prejuízos na comunicação e interação social, assim como por comportamentos repetitivos. O TEA pode apresentar diversas comorbidades, como alterações gastrointestinais – incluindo constipação crônica, refluxo gastroesofageal, doença celíaca e cólicas intestinais. A etiologia do TEA ainda é desconhecida, mas pode envolver alterações genéticas e a fatores de risco ambientais durante a gestação, como a exposição ao ácido valproico (VPA). Dessa forma, a exposição embrionária ao VPA tornou-se uma ferramenta confiável para a indução de alterações do tipo autista em roedores. O presente estudo teve como objetivo avaliar alterações no sistema nervoso entérico (SNE) de animais expostos ao VPA durante a gestação. Para isso, ratas Wistar prenhes receberam uma única dose (injeção intraperitoneal) de 600 mg/kg de VPA ou solução fisiológica (salina) no dia embrionário 12,5 (E12,5). A prole de machos, com 30 dias de vida pós-natal, sofreu eutanásia e então removeu-se o íleo, que passou por delaminação. No plexo mioentérico ileal foram avaliados por imunofluorescência, neurônios totais (HuC/D+), neurônios excitatórios (ChAT+), neurônios inibitórios (NOS+) e células gliais (GFAP+). A análise apresentou menor densidade neuronal nos gânglios mioentéricos ileais no grupo VPA (p<0,05); área ganglionar semelhante; mesmo perfil de densidade e corpo celular para neurônios inibitórios; menor densidade de neurônios excitatórios com maior área do corpo celular (p<0,05) e aumento no número de células gliais em 2,3 vezes (p<0,001). Dessa forma, os resultados do trabalho mostram importantes alterações neurogliais no plexo mioentérico ileal mediadas pela exposição pré-natal ao VPA, abrindo novos caminhos ao entendimento da fisiopatologia do TEA. / Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by social interaction and communication deficits and repetitive behavior. The ASD may present several comorbidities, as gastrointestinal alterations – including chronic constipation, gastroesophageal reflux, celiac disease and intestinal cramps. The ASD etiology might be related togenetic alteration and environmental risk factors during pregnancy, as exposure to valproic acid (VPA), which became a reliable tool for induce autism-like alterations in rodents. The present study aimed to evaluate alterations in enteric nervous system (ENS) in an animal model of ASD prenatally exposed to VPA. Pregnant Wistar females received a single intraperitoneal injection of 600 mg/kg VPA or physiological saline (Control) on embryonic day 12.5 (E12.5). The 30 days old male offspring were euthanized by perfusion, and the ileum was removed and delaminated, followed by ileal myenteric ganglia (IMG) evaluation of total neurons (HuC/D+); excitatory neurons(ChAT+); inhibitory neurons(NOS+) and glial cells (GFAP+).The results showed less total neuronal density (p<0.05); no difference in ganglionic area; no difference in the inhibitory neurons population (density and body area); decreased neuronal density and increased body area of excitatory neurons (p<0.05) and 2.3 times increased in the number of glial cells (p<0.001). In conclusion, our results show important neuron-glia alterations in IMG mediated by prenatal exposure to VPA, opening new clues in the understanding of ASD pathophysiology.

O transtorno do espectro do autismo (TEA) representa um grupo de desordens do neurodesenvolvimento, caracterizados por 1) déficits na comunicação e na interação social e 2) comportamentos repetitivos e interesses/atividades restritas. A etiologia do TEA reside em uma interação complexa entre fatores genéticos e fatores de risco ambiental. A exposição prénatal ao ácido valproico (VPA) tem sido associada com um aumento significativo no diagnóstico de TEA no período pós-natal e, baseado nessas evidências, um modelo animal de autismo foi proposto. Anormalidades neuroquímicas, morfológicas e comportamentais, similares àquelas encontradas em indivíduos com diagnóstico de TEA, têm sido descritas nesse modelo. Ainda, validades preditivas (respostas análogas para tratamentos), de construto (mesma disfunção biológica que origina certa condição em humanos) e de face (características endofenotípicas similares às encontradas no transtorno estudado) estão presentes nesse modelo, garantindo sua eficácia como um método confiável de pesquisa experimental. Considerando os efeitos neuroprotetores, antioxidantes e anti-inflamatórios do resveratrol (RSV), nós investigamos a influência do tratamento pré-natal com RSV nos comportamentos sociais no modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. A administração pré-natal de RSV preveniu as alterações sociais, induzidas pelo VPA, avaliadas nesse estudo. A interação molecular entre o RSV e o VPA é baixa e altamente instável, sugerindo efeitos celulares ao invés de processos químicos independentes. Por fim, os achados da presente tese originaram: (1) um capítulo de livro descrevendo os achados no modelo animal de autismo por exposição pré-natal ao VPA; (2) um artigo onde uma estratégia experimental promissora, utilizando resveratrol (RSV), foi delineada para avaliar alterações no desenvolvimento relacionadas a alterações neurais e comportamentais no TEA; (3) uma patente para o uso dessa estratégia experimental; (4) resultados preliminares sobre os alvos moleculares do RSV e do VPA envolvendo a etiologia do autismo; e (5) um comentário técnico em um artigo de alto impacto ressaltando o conhecimento e domínio adquirido pelo grupo nos estudos dentro do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by 1) deficits in social communication and social interaction and 2) restricted repetitive behaviors, interests, and activities (RRBs). Its etiology involves a complex interplay of both genetic and environmental risk factors. Prenatal exposure to valproic acid (VPA) has been associated with significantly increased risks of ASD and, based on this fact, an animal model of ASD was proposed. Neurochemical, morphological, and behavioral abnormalities, similar to those found in individuals with ASD have been described in this model. Construct (the same biological dysfunction that causes the human disorder), face (strong analogies to the endophenotypes of the human disorder), and predictive (analogous response to treatments) validities are also present in this model, ensuring its effectiveness as a trustworthy research tool. Considering the neuroprotective, antioxidant and anti-inflammatory effects of resveratrol (RSV), we investigated the influence of prenatal RSV treatment on social behaviors of in the animal model of ASD induced by prenatal exposure to VPA. Prenatal administration of RSV prevented the VPA-induced social impairments evaluated in this study. The molecular interaction between RSV and VPA is weak and highly unstable, suggesting cellular effects instead of a single chemical process. In summary, the present thesis findings resulted in: (1) a book chapter describing the findings in the VPA animal model of ASD; (2) an article where a promising experimental strategy is design to evaluate developmental alterations implicated in neural and behavioral impairments in ASD; (3) a patent protecting the use of this research strategy; (4) preliminary results about molecular targets of RSV and VPA involved in the etiology of autism; and (5) a technical comment in a high impact article, showing that we are performing our work in the state of the art.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000422772-Texto+Completo-0.pdf: 853974 bytes, checksum: 30f273a08c5bcc95899b572a9f7d1933 (MD5) Previous issue date: 2010 / Background Along the history man tries to understand the mechanisms involved on the development of mental disorders. In the present study, we studied the role of Valproic Acid (VAL) in preventing cognitive impairment induced by maternal deprivation combined with a sub-chronic treatment with amphetamine (D-AMPH) in adult Wistar rats. Methods: Only the male animals were used, in order to prevent bias with hormonal alterations in females. In the adulthood, they were treated with D-AMPH (2mg/kg/day) and VAL (400mg/kg/day). The groups were sub-divided in 8 sub-groups, each one composed of 10-13 animals. The groups received: Saline (control); D-AMPH + Saline; D-AMPH + VAL and VAL + Saline, for 7 days. Two hours after the last injection, animals were submitted to behavioral tasks. In order to verify if D-AMPH-induced cognitive impairment persisted after the end of the treatment, the same rats were retrained and tested eight days later. Results In Experiment I (performed 2 hours after the last injection), both Handled (H) and Maternal Deprived (MD) animals that received D-AMPH in the adulthood showed an increased number of crossings and number of rearings when compared to H animals that received Saline in the adulthood. VAL induced a reduction in the number of crossings and rearings when we compare those groups to H and MD animals that received D-AMPH. In Experiment II (performed 7 days after the last injection), there were no statistically significant differences among all experimental groups regarding the parameters evaluated. We found that repeated D-AMPH exposure produces severe cognitive impairment, which was more pronounced when the animals were maternal deprived, suggesting that an early adverse life event may increase the vulnerability to an environmental pathogen later in life. In addition, we found that VAL ameliorated the cognitive deficits induced by D-AMPH, but it was not effective when the animals were exposed to both maternal deprivation and D-AMPH. Conclusions: Our results support previous studies strengthening the role of mood stabilizers such as Valproic Acid in the neuroprotection mechanism of mood disorders like bipolar disorder. / Introdução: Ao longo da história o homem busca entender os mecanismos envolvidos no desenvolvimento dos Transtornos Mentais. O principal objetivo do presente trabalho foi investigar o papel do Ácido Valpróico na prevenção do prejuízo cognitivo em ratos Wistar submetidos ao estresse neonatal, induzido por separação materna, combinado ao tratamento com Anfetamina na idade adulta. Metodologia: Os animais foram subdivididos em estressados e não estressados do primeiro ao décimo quarto dia de vida. Foram utilizados apenas animais machos para prevenir viés com relação a alterações hormonais em fêmeas. Na idade adulta foram tratados com Anfetamina (D-AMPH) 2mg/kg e Ácido Valpróico (VAL, 400mg/kg/dia). Foram subdivididos em oito sub-grupos cada um contendo entre 10 a 13 animais por grupo. Um grupo recebeu solução Salina, outro recebeu D-AMPH e Salina, outro recebeu D-AMPH e Ácido Valpróico e outro grupo Ácido Valpróico e Salina, por um período de sete dias. Duas horas após a administração da última injeção de anfetamina foram realizados os testes comportamentais, os quais foram repetidos oito dias mais tarde, no sentido de verificar se os efeitos cognitivos induzidos pelo tratamento crônico com anfetamina seriam persistentes mesmo após a interrupção do tratamento. Resultados: O experimento I (realizado 2 horas após a administração da última injeção), ambos os grupos não separado (NS) e separado (S) de animais que receberam D-AMPH na idade adulta demonstraram no número de cruzamentos e número de explorações verticais quando comparados com o grupo NS que recebeu Salina na idade adulta. O VAL levou à redução do número de cruzamentos e explorações verticais quando comparados aqueles grupos de animais NS e S que receberam D-AMPH. 7 No experimento II (realizado sete dias após a última injeção), não encontramos diferenças estatisticamente significativas entre os grupos experimentais quanto aos parâmetros analisados. A administração de D-AMPH produziu prejuízos cognitivos severos, que foram mais pronunciados nos animais submetidos à privação materna, sugerindo que eventos adversos no início da vida podem aumentar a vulnerabilidade a um patógeno ambiental mais tardiamente. Além disso, nossos resultados indicaram que o VAL atenuou o prejuízo cognitivo induzido pela D-AMPH, mas não foi efetivo quando os animais foram expostos à privação materna e à D-AMPH. Conclusões Nosso trabalho vem ao encontro dos trabalhos anteriores reforçando o papel dos estabilizantes do humor como Ácido Valpróico no mecanismo de neuroproteção dos transtornos do humor como o transtorno bipolar.

Introdução: O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) é caracterizado por prejuízos na interação social e comunicação, e por comportamentos repetitivos e repertório restrito de interesses. Alterações em diferentes sistemas de neurotransmissores, como o serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico já foram estudadas e relatadas no TEA. Surpreendentemente, o sistema histaminérgico recebeu pouca atenção e poucos estudos sobre histamina (HA) e TEA estão disponíveis na literatura. Além disso, ligantes do receptor histaminérgico 3 (H3R) são considerados agentes terapêuticos promissores para o tratamento de diferentes desordens neurológicas e prejuízos cognitivos, mas seus efeitos em características do tipo autista ainda não foram determinados. Objetivos: Avaliar o efeito do ciproxifan (CPX), um agonista inverso do H3R, sobre o modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA, do inglês: valproic acid) e medir a concentração de HA e os níveis do mRNA de H3R e H4R em diferentes estruturas encefálicas desse modelo. Além disso, investigar o papel do H3R no comportamento social e estereotipado. Métodos: Camundongos Swiss sofreram exposição pré-natal ao VPA no dia embrionário 11 e, aos 50 dias de vida pós-natal foram submetidos à avaliação de comportamento social, limiar de nocicepção e comportamento repetitivo, com ou sem tratamento com CPX. Após as avaliações comportamentais, os animais foram eutanasiados por exsanguinação depois de terem sido anestesiados com isoflurano. Córtex cerebral, estriado e hipocampo foram removidos, congelados em nitrogênio líquido e armazenados a -80°C para quantificação de mRNA do H3R e H4R por qPCR e de conteúdo de HA por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, do inglês: High Performance Liquide Chromatography). Camundongos H3R KO e WT C57BL/6J, aos 50 dias de vida, foram usados nos testes com o aparato de três câmaras e marble burying para determinação do papel do H3R na sociabilidade e comportamento estereotipado. Resultados: O grupo VPA apresentou menor índice se sociabilidade quando comparado aos animais do grupo Controle, e o tratamento com CPX foi capaz de reverter completamente este efeito. Entretanto, o aumento no limiar de nocicepção observado no grupo VPA não foi revertido pelo tratamento. No teste marble burying, o grupo VPA enterrou um maior número de bolinhas de gude em relação ao grupo Controle, indicando comportamento repetitivo, um efeito também prevenido pelo CPX. Além disso, a análise molecular entre os grupos VPA e Controle mostrou um aumento significativo nos níveis de mRNA do H3R, bem como uma maior concentração de HA no estriado de animais VPA. O H3R pode ter um papel no interesse por novidade social, característica prejudicada no TEA, já que camundongos H3R KO demonstraram comportamento anormal quando testados para este parâmetro no teste com aparato de três câmaras. Conclusões: Uma dose aguda de CPX foi capaz de reverter prejuízo na sociabilidade, bem como comportamento repetitivo apresentados pelo modelo VPA de autismo. Além disso, este é o primeiro relato sobre anormalidades no sistema histaminérgico nesse modelo. Estes achados contribuem para investigações futuras sobre a fisiopatologia do TEA, bem como apontam para um possível novo tratamento para características do tipo autista. Mais estudos são necessários para corroborar e expandir esses dados iniciais. / Introduction: Autism spectrum disorder (ASD) is primarily characterized by impaired social interaction and communication, and by restricted repetitive behaviors and interests. Alterations in different neurotransmitter systems, such as serotonergic, GABAergic and glutamatergic have been studied and reported in ASD. Surprisingly, the histaminergic system has received less attention and few studies are available on the literature about histamine and ASD. In addition, ligands of histamine receptor 3 (H3R) are considered potential therapeutic agents for the treatment of different brain disorders and cognitive impairments, but its effects on autistic-like features have not been evaluated. Objectives: The objective of this study was to evaluate the actions of ciproxifan (CPX), an H3R inverse agonist, on the animal model of autism induced by prenatal exposure to valproic acid (VPA) and to measure the concentration of histamine and the H3R and H4R mRNA levels in different brain structures of this model. In addition, to investigate the role of H3R in sociability and stereotypic behavior. Methods: Swiss mice were prenatally exposed to VPA on embryonic day 11 and assessed for social behavior, nociceptive threshold and repetitive behavior at 50 days of life after treatment with CPX. After the behavioral tests, animals were killed by exsanguination after being anesthetized with isoflurane. Cerebral cortex, striatum and hippocampus were removed, frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C for quantification of H3R and H4R mRNA by qPCR and histamine content by HPLC analysis. H3R KO and WT C57BL/6J mice, at 50 days of life, were used in the three-chamber test and marble burying test to determine the role of H3R in sociability stereotypic behavior. Results: The VPA group presented lower sociability index compared to VPA animals that were treated with CPX. Compared to the Control group, VPA animals presented a significantly higher nociceptive threshold, and treatment with CPX was not able to modify this parameter. In the marble burying test, the number of marbles buried by VPA animals was consistent with markedly repetitive behavior. VPA animals that received CPX buried a reduced amount of marbles. A significant increase in H3R mRNA, as well as higher concentration of histamine were detected in striatal samples from the VPA mice. H3R might influence the search for social novelty, a feature that is impaired in ASD, as H3R KO mice displayed abnormal behavior when tested for this parameter in the three chambers test. Conclusions: In summary, an acute dose of CPX is able to revert sociability deficits and stereotypies present in the VPA model of autism. In addition, this is the first report of abnormalities in the histaminergic system of this model. These findings have the potential to help the investigations of both the molecular underpinnings of ASD and of possible treatments to ameliorate the ASD symptomatology, although more research is still necessary to corroborate and expand this initial data.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.

Introdução: O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) é caracterizado por prejuízos na interação social e comunicação, e por comportamentos repetitivos e repertório restrito de interesses. Alterações em diferentes sistemas de neurotransmissores, como o serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico já foram estudadas e relatadas no TEA. Surpreendentemente, o sistema histaminérgico recebeu pouca atenção e poucos estudos sobre histamina (HA) e TEA estão disponíveis na literatura. Além disso, ligantes do receptor histaminérgico 3 (H3R) são considerados agentes terapêuticos promissores para o tratamento de diferentes desordens neurológicas e prejuízos cognitivos, mas seus efeitos em características do tipo autista ainda não foram determinados. Objetivos: Avaliar o efeito do ciproxifan (CPX), um agonista inverso do H3R, sobre o modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA, do inglês: valproic acid) e medir a concentração de HA e os níveis do mRNA de H3R e H4R em diferentes estruturas encefálicas desse modelo. Além disso, investigar o papel do H3R no comportamento social e estereotipado. Métodos: Camundongos Swiss sofreram exposição pré-natal ao VPA no dia embrionário 11 e, aos 50 dias de vida pós-natal foram submetidos à avaliação de comportamento social, limiar de nocicepção e comportamento repetitivo, com ou sem tratamento com CPX. Após as avaliações comportamentais, os animais foram eutanasiados por exsanguinação depois de terem sido anestesiados com isoflurano. Córtex cerebral, estriado e hipocampo foram removidos, congelados em nitrogênio líquido e armazenados a -80°C para quantificação de mRNA do H3R e H4R por qPCR e de conteúdo de HA por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, do inglês: High Performance Liquide Chromatography). Camundongos H3R KO e WT C57BL/6J, aos 50 dias de vida, foram usados nos testes com o aparato de três câmaras e marble burying para determinação do papel do H3R na sociabilidade e comportamento estereotipado. Resultados: O grupo VPA apresentou menor índice se sociabilidade quando comparado aos animais do grupo Controle, e o tratamento com CPX foi capaz de reverter completamente este efeito. Entretanto, o aumento no limiar de nocicepção observado no grupo VPA não foi revertido pelo tratamento. No teste marble burying, o grupo VPA enterrou um maior número de bolinhas de gude em relação ao grupo Controle, indicando comportamento repetitivo, um efeito também prevenido pelo CPX. Além disso, a análise molecular entre os grupos VPA e Controle mostrou um aumento significativo nos níveis de mRNA do H3R, bem como uma maior concentração de HA no estriado de animais VPA. O H3R pode ter um papel no interesse por novidade social, característica prejudicada no TEA, já que camundongos H3R KO demonstraram comportamento anormal quando testados para este parâmetro no teste com aparato de três câmaras. Conclusões: Uma dose aguda de CPX foi capaz de reverter prejuízo na sociabilidade, bem como comportamento repetitivo apresentados pelo modelo VPA de autismo. Além disso, este é o primeiro relato sobre anormalidades no sistema histaminérgico nesse modelo. Estes achados contribuem para investigações futuras sobre a fisiopatologia do TEA, bem como apontam para um possível novo tratamento para características do tipo autista. Mais estudos são necessários para corroborar e expandir esses dados iniciais. / Introduction: Autism spectrum disorder (ASD) is primarily characterized by impaired social interaction and communication, and by restricted repetitive behaviors and interests. Alterations in different neurotransmitter systems, such as serotonergic, GABAergic and glutamatergic have been studied and reported in ASD. Surprisingly, the histaminergic system has received less attention and few studies are available on the literature about histamine and ASD. In addition, ligands of histamine receptor 3 (H3R) are considered potential therapeutic agents for the treatment of different brain disorders and cognitive impairments, but its effects on autistic-like features have not been evaluated. Objectives: The objective of this study was to evaluate the actions of ciproxifan (CPX), an H3R inverse agonist, on the animal model of autism induced by prenatal exposure to valproic acid (VPA) and to measure the concentration of histamine and the H3R and H4R mRNA levels in different brain structures of this model. In addition, to investigate the role of H3R in sociability and stereotypic behavior. Methods: Swiss mice were prenatally exposed to VPA on embryonic day 11 and assessed for social behavior, nociceptive threshold and repetitive behavior at 50 days of life after treatment with CPX. After the behavioral tests, animals were killed by exsanguination after being anesthetized with isoflurane. Cerebral cortex, striatum and hippocampus were removed, frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C for quantification of H3R and H4R mRNA by qPCR and histamine content by HPLC analysis. H3R KO and WT C57BL/6J mice, at 50 days of life, were used in the three-chamber test and marble burying test to determine the role of H3R in sociability stereotypic behavior. Results: The VPA group presented lower sociability index compared to VPA animals that were treated with CPX. Compared to the Control group, VPA animals presented a significantly higher nociceptive threshold, and treatment with CPX was not able to modify this parameter. In the marble burying test, the number of marbles buried by VPA animals was consistent with markedly repetitive behavior. VPA animals that received CPX buried a reduced amount of marbles. A significant increase in H3R mRNA, as well as higher concentration of histamine were detected in striatal samples from the VPA mice. H3R might influence the search for social novelty, a feature that is impaired in ASD, as H3R KO mice displayed abnormal behavior when tested for this parameter in the three chambers test. Conclusions: In summary, an acute dose of CPX is able to revert sociability deficits and stereotypies present in the VPA model of autism. In addition, this is the first report of abnormalities in the histaminergic system of this model. These findings have the potential to help the investigations of both the molecular underpinnings of ASD and of possible treatments to ameliorate the ASD symptomatology, although more research is still necessary to corroborate and expand this initial data.

O transtorno do espectro do autismo (TEA) representa um grupo de desordens do neurodesenvolvimento, caracterizados por 1) déficits na comunicação e na interação social e 2) comportamentos repetitivos e interesses/atividades restritas. A etiologia do TEA reside em uma interação complexa entre fatores genéticos e fatores de risco ambiental. A exposição prénatal ao ácido valproico (VPA) tem sido associada com um aumento significativo no diagnóstico de TEA no período pós-natal e, baseado nessas evidências, um modelo animal de autismo foi proposto. Anormalidades neuroquímicas, morfológicas e comportamentais, similares àquelas encontradas em indivíduos com diagnóstico de TEA, têm sido descritas nesse modelo. Ainda, validades preditivas (respostas análogas para tratamentos), de construto (mesma disfunção biológica que origina certa condição em humanos) e de face (características endofenotípicas similares às encontradas no transtorno estudado) estão presentes nesse modelo, garantindo sua eficácia como um método confiável de pesquisa experimental. Considerando os efeitos neuroprotetores, antioxidantes e anti-inflamatórios do resveratrol (RSV), nós investigamos a influência do tratamento pré-natal com RSV nos comportamentos sociais no modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. A administração pré-natal de RSV preveniu as alterações sociais, induzidas pelo VPA, avaliadas nesse estudo. A interação molecular entre o RSV e o VPA é baixa e altamente instável, sugerindo efeitos celulares ao invés de processos químicos independentes. Por fim, os achados da presente tese originaram: (1) um capítulo de livro descrevendo os achados no modelo animal de autismo por exposição pré-natal ao VPA; (2) um artigo onde uma estratégia experimental promissora, utilizando resveratrol (RSV), foi delineada para avaliar alterações no desenvolvimento relacionadas a alterações neurais e comportamentais no TEA; (3) uma patente para o uso dessa estratégia experimental; (4) resultados preliminares sobre os alvos moleculares do RSV e do VPA envolvendo a etiologia do autismo; e (5) um comentário técnico em um artigo de alto impacto ressaltando o conhecimento e domínio adquirido pelo grupo nos estudos dentro do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by 1) deficits in social communication and social interaction and 2) restricted repetitive behaviors, interests, and activities (RRBs). Its etiology involves a complex interplay of both genetic and environmental risk factors. Prenatal exposure to valproic acid (VPA) has been associated with significantly increased risks of ASD and, based on this fact, an animal model of ASD was proposed. Neurochemical, morphological, and behavioral abnormalities, similar to those found in individuals with ASD have been described in this model. Construct (the same biological dysfunction that causes the human disorder), face (strong analogies to the endophenotypes of the human disorder), and predictive (analogous response to treatments) validities are also present in this model, ensuring its effectiveness as a trustworthy research tool. Considering the neuroprotective, antioxidant and anti-inflammatory effects of resveratrol (RSV), we investigated the influence of prenatal RSV treatment on social behaviors of in the animal model of ASD induced by prenatal exposure to VPA. Prenatal administration of RSV prevented the VPA-induced social impairments evaluated in this study. The molecular interaction between RSV and VPA is weak and highly unstable, suggesting cellular effects instead of a single chemical process. In summary, the present thesis findings resulted in: (1) a book chapter describing the findings in the VPA animal model of ASD; (2) an article where a promising experimental strategy is design to evaluate developmental alterations implicated in neural and behavioral impairments in ASD; (3) a patent protecting the use of this research strategy; (4) preliminary results about molecular targets of RSV and VPA involved in the etiology of autism; and (5) a technical comment in a high impact article, showing that we are performing our work in the state of the art.

Made available in DSpace on 2015-07-03T12:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 48.pdf: 2859253 bytes, checksum: 7c6a38847f3e50c7f374c6da24f3e92a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / O ácido valpróico é um ácido carboxílico denominado como ácido 2-propilpentanóico utilizado como anticonvulsivante e também na terapêutica da desordem bipolar e depressão. A metodologia de análise deste medicamento nos compêndios oficiais é por cromatografia gasosa, por isso vislumbrou-se a possibilidade de desenvolver e validar uma técnica mais largamente utilizada na análise de medicamentos, ou seja, a técnica por CLAE. Os parâmetros usados na CLAE foram Coluna C18 250mm x 4mm, fluxo1,0 mL/min, Comprimento de onda 210nm, fase móvel 55% ACN e 45% TFA, Volume de Injeção 25uL. As figuras de mérito avaliadas foram seletividade e efeito matriz, linearidade, repetitividade e precisão intermediária, exatidão e robustez. A metodologia desenvolvida mostrou identificar de forma inequívoca o analito de interesse, também se apresentou linear com um R2= 0,9996. A repetitividade foi evidenciada pelo DPR dentro das especificações, a precisão intermediária foi realizada entre três analistas e o desvio padrão de precisão intermediária foi verificado e se encontrava dentro dos limites. A exatidão foi avaliada pela taxa de recuperação e valores encontrados foram satisfatórios. Quando submetido a pequenas variações a metodologia mostrou-se robusta. Com os resultados apresentados nas figuras de mérito pelas quais a metodologia foi desafiada podemos concluir que a análise desenvolvida para quantificar Ácido Valpróico pode ser perfeitamente implantada na rotina laboratorial. Outra técnica que se mostrou promissora é a Técnica por voltametria, porém, nesta metodologia faz-se necessário a validação da mesma. / Valproic acid is a carboxylic acid known as 2-propilpentanóico used as an anticonvulsant and also in therapeutical bipolar disorder and depression. Analysis methodologies of this medicine in the official compendium is by gas chromatography, so it saw the possibility of developing and validate a technique most widely used in the analysis of drugs or the technique by HPLC. Parameters used in HPLC were column C 18 250mm x 4mm, flow1, 0 mL / min, wavelength 210nm, mobile phase ACN 55% and 45% TFA, Volume Injection 25uL. The figures of merit were evaluated selectivity and matrix effect, linearity, repeatability and intermediate precision, accuracy and robustness. The developed methodology to identify unequivocally the analyte of interest, also showed to be linear with an R2 = 0.9996. Repeatability was demonstrated by the DPR within specification, the intermediate precision was carried out among three analysts and standard deviation for intermediate precision was checked, and its result was within the limits. The accuracy was assessed by recovery rate and values were satisfactory. When subjected to small variations in the methodology proved to be robust. With the results shown in the figures of merit for which the methodology was challenged we can conclude that the analysis conducted to quantify Valproic acid may be perfectly implemented in the routine laboratory. Another technique that showed promising is the technique by voltrametria however, this methodology is necessary to validate it.