Made available in DSpace on 2016-03-15T19:40:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Helen Meira Cavacanti.pdf: 728004 bytes, checksum: a8983f7df5ebf01baf8422ee22e67309 (MD5) Previous issue date: 2008-01-31 / This experimental study tries to develop models of behavioral tests to rodents as a mean to evaluate the three domains that characterize autism: loss in social interaction; verbal and non-verbal communication; behavior patterns, interest, restrict activity, repetitive behavior and stereotype. One of these models is based on the pre-natal exposition to teratogenics agents, like valproic acid, considered a risk factor for autism. The objective of this research was to analyze the interference of valproic acid in the learning process and flexibility of routines in winstar rats. This study is experimental and the sample is composed by 20 male rats 10 from the control group and 10 from the experiment group. The learning capacity and the capacity of maintaining flexible routines are evaluated by the T maze test. The capacity of habituate is measured by the open field test. The learning, discrimination and reversions capacity is evaluated by the box of conditioning working. The results shows that the valproic acid interfered in the capacities of learning, flexibility of routine, habituate and reversion of what is learned. These behavior alterations are compatible with those observed in autistic individuals. / Estudos experimentais vêm buscando desenvolver modelos de testes comportamentais para roedores na tentativa de avaliar os três domínios que caracterizam o autismo: prejuízos na interação social; na comunicação verbal e não-verbal; padrões de comportamento, interesses, atividade restrita, comportamento repetitivo e estereotipado Um dos modelos baseia-se na exposição pré-natal aos agentes teratógenos, como o ácido valpróico, considerados um fator de risco para o autismo. O objetivo deste trabalho é analisar a interferência do ácido valpróico no aprendizado e na capacidade de flexibilizar rotinas em ratos wistar. Trata-se de um estudo experimental, composta por uma amostra de 20 ratos machos, sendo 10 do grupo controle e 10 do grupo experimental. A capacidade de aprendizagem e de flexibilizar rotinas é avaliado pelo teste labirinto em T. A capacidade de habituação é medida pelo teste de campo aberto, e a capacidade de aprendizagem, discriminação e reversão é avaliado pelo teste na caixa de condicionamento operante. Os resultados mostram que o ácido valpróico interferiu nas capacidades de aprendizagem, de flexibilizar rotina, de habituação e reversão do aprendizado. Essas alterações comportamentais são compatíveis com aqueles observados em indivíduos autistas.

A clonagem de mamíferos por transferência nuclear de células somáticas (TNCS) ainda é afetada pela baixa eficiência. As modificações epigenéticas estabelecidas durante o processo de diferenciação celular estão entre os principais fatores. Uma vez que estas modificações atuam como barreiras epigenéticas restringindo a reprogramação do núcleo somático. Considerando isso, a maioria dos fatores que promovem a descondensação da cromatina, incluindo os inibidores das Histonas Deacetilases (HDACis), tem sido demonstrado aumentarem a eficiência da reprogramação nuclear, tornando o seu uso comum para melhorar as taxas da TNCS. Neste trabalho, nós testamos dois inibidores das histonas deacetilases: o Ácido Valpróico (VPA) e o Ácido β-Hidróxibutírico (BOHB), sendo um farmacológico e o outro um metabólito endógeno na TNCS. Nosso objetivo era testar se o tratamento de células doadoras de núcleo ou zigotos com estes HDACis melhoravam o desenvolvimento de embriões bovinos clonados. Em relação ao VPA, nós observamos que o tratamento de fibroblastos com o VPA aumentou a acetilação das histonas e a expressão de genes importantes para o desenvolvimento como IGF2R e PPARGC1A. Entretanto, quando as células tratadas foram usadas como doadoras de núcleo, não foi observado diferença nos níveis de acetilação das H3K9 entre os grupos. Além disso, as alterações foram rapidamente removidas após a transferência nuclear. Em relação as taxas de desenvolvimento, o uso de células tratadas como doadoras de núcleo não resultou em diferença durante o desenvolvimento pré- e pós-implantacional. Em relação ao BOHB, nós executamos um série de experimentos para testar se esta molécula age como um inibidor das HDACs em bovinos. Nós observamos que fibroblastos tratados com BOHB apresentam aumento nos níveis globais de H3K9ac. O tratamento altera a expressão de genes importantes como os transportadores de glicose e a enzima chave no metabolismo lipídico SCD. Também, nós demonstramos que este metabólito é capaz de alterar uma marca epigenética em zigotos clonados, que persiste até o estágio de blastocisto. Entretanto, o tratamento dos zigotos com este metabólito endógeno não aumentou a taxa de desenvolvimento pré-implantacional, embora tenha alterado a expressão de um fator de transcrição que protege embriões contra estresse oxidativo, o FOXO3a. O tratamento de zigotos partenogenéticos com BOHB não afetou o desenvolvimento embrionário, nem a produção de ATP, sugerindo que o BOHB não apresenta efeitos tóxicos como anteriormente pensado. Concluindo, os resultados deste trabalho mostram que a inibição das HDACs através de uma molécula farmacológica ou um metabólito endógeno, não aumenta a eficiência da TNCS em bovinos. Entretanto, aqui nós mostramos que o corpo cetônico BOHB pode ser um elo de ligação entre o ambiente extracelular e a regulação do metabolismo. E serve como um modelo in vitro para testar como distúrbios metabólicos como a cetose afeta o metabolismo e epigenoma celular e embrionário em bovinos / Cloning of mammals by somatic cell nuclear transfer (SCNT) is still plagued by the low efficiency. The epigenetic marks established during the cell differentiation process are among the main cause. These modifications act as a barrier restricting the nuclear reprogramming process of somatic nuclei. Based on this, molecules that promotes chromatin decondensing, including Histone Deacetylases inhibitors (HDACis), has been demonstrated increase the efficiency of nuclear reprogramming, making their use common on SCNT procedure. Herein, we tested two histone deacetylase inhibitors: Valproic Acid and β-hydroxybutyric Acid, the former a pharmacological drug and the latter, an endogenous metabolite on SCNT. Our objective was to test whether the donor cells treatment or zygotes with these HDACis improve the bovine cloned embryos development. Regarding the VPA, we observed that fibroblasts treatment with VPA increases the histone acetylation and expression of developmentally important genes such as IGF2R and PPARGC1A. However, when treated cells were used as nuclear donors, we did not observe difference on H3K9ac levels between the groups. Moreover, the alterations were quickly removed after SCNT. Regarding the developmental rates, the use of treated cells as nuclear donors did not affect the pre- and post-implantation development. In the second experiment, we used the BOHB in a series of experiments to test whether this molecule acts as a histone deacetylase inhibitor in bovines. We observed that treatment of fibroblasts with BOHB increased the global levels of H3K9ac. Also, treatment alters the expression of important genes such as glucose transporters and a key enzyme regulating lipid synthesis. Additionally, we demonstrated that this metabolite affect at least one epigenetic mark in cloned zygotes, that lasts until the blastocyst stage. However, zygote treatment with this endogenous metabolite did not increase the pre-implantation developmental rates, albeit increased the expression of a transcription factor that protects cells against oxidative stress, the FOXO3a. Treatment of parthenogenetic embryos with BOHB did not affect the embryo development, neither ATP production, suggesting that BOHB is not toxic as previously believed. Concluding, the results presented here shows that the HDAC inhibition through a pharmacological compound or an endogenous metabolite did not increase the efficiency of bovine SCNT. However, here we showed that the ketone body BOHB might be a nexus between the extracellular environment and the cellular metabolism. Also, it can used as a in vitro model to interrogate questions about does metabolic disturbances such as ketosis in cattle affects the epigenome and cellular metabolism in bovines

Pacientes submetidos por longos períodos à diálise peritoneal (DP) podem evoluir com fibrose e redução da capacidade de ultrafiltração da membrana peritoneal (MP). Essas alterações da MP são desencadeadas pela exposição prolongada às soluções de diálise peritoneal, peritonites de repetição e irritantes químicos que induzem inflamação, neoangiogênese e fibrose da MP. A ativação da via Transforming Growth Factor (TGF-beta)/Smad é um fundamental mecanismo mediador da fibrogênese peritoneal. Sendo assim, drogas que inibam a via TGF-beta/Smad são de especial interesse no tratamento da FP. O ácido valpróico (VPA) é um inibidor das histona desacetilases (iHDAC), enzimas que regulam a conformação da cromatina e a expressão gênica, com atividade anti-inflamatória e antifibrótica. O presente estudo tem como objetivo principal avaliar o efeito do VPA em um modelo experimental de fibrose peritoneal em ratos. Vinte e quatro ratos Wistar machos (peso inicial de 280 - 320g) foram dividos em 3 grupos experimentais: CONTROLE (n=8), animais normais que receberam injeções de salina intraperitoneal (IP); FP (n=8), animais que recereberam injeções IP de gluconato de clorexidina (GC) diariamente por 15 dias para indução de fibrose peritoneal; FP+VPA (n=8), animais com FP e tratados com VPA. O ácido valpróico (300mg/kg) foi administrado por gavage diariamente por 15 dias, simultaneamente à indução de fibrose peritoneal. Ao fim dos experimentos, amostras do tecido peritoneal foram coletadas para realização de histologia, imunho-histoquímica (IH), imunofluorescência (IF) e biologia molecular. A análise da MP dos animais do grupo FP revelou um espessamento significativo da camada submesotelial devido ao acúmulo de matriz extracelular e infiltrado inflamatório. O tratamento com VPA foi capaz de prevenir significativamente o espessamento da MP, mantendo a espessura do peritôneo do grupo FP+VPA similar a do grupo CONTROLE. Com relação à função peritoneal, a administração de VPA evitou a queda da ultrafiltração e aumento do transporte peritoneal de glicose induzidos pelo GC. Além disso, o VPA impediu o aumento da expressão de miofibroblastos e de fatores associados à fibrose (TGF-beta, FSP-1 e fibronectina) induzidos pelo GC. Interessantemente, o VPA reduziu de maneira significativa a expressão da Smad3, mediador intracelular crítico da sinalização TGF-beta/Smad, em relação ao grupo FP. Por outro lado, os animais tratados com VPA apresentaram um aumento da expressão peritoneal de fatores antifibróticos como a BMP-7 e Smad7, proteínas que contrarregulam as ações do TGF-beta. Além de atenuar a fibrose peritoneal, o VPA apresentou efeitos anti-inflamatório e antiangiogênico, demonstrado pela menor expressão de citocinas pró-inflamatórias, fatores quimiotáticos para macrófagos (MCP-1) e VEGF no grupo FP+VPA quando comparado ao grupo FP. Em resumo, o VPA foi capaz de bloquear o espessamento por fibrose da MP e preservar a sua função, além de proteger o peritônio contra a neoangiogênese e inflamação. Além disso, o VPA induziu um aumento da expressão de fatores antifibróticos na MP. Os resultados apresentados neste trabalho chamam a atenção para mecanismos envolvidos nas modificações da MP induzidas pela DP ainda pouco explorados e que podem constiuir potenciais alvos na prevenção do desenvolvimento da fibrose peritoneal associada à DP / Long term peritoneal dialysis (PF) can induce peritoneal fibrosis and loss of ultrafiltration capacity of peritoneal membrane (PM). These peritoneal changes are due to prolonged exposure to peritoneal dialysis solutions, chemical irritants and acute peritonitis episodes that induce inflammation, neoangiogenesis and PM fibrosis. The Transforming Growth Factor (TGF-?) is the main mediator involved in the development of peritoneal fibrosis. Thus, drugs that inhibit the TGF-?/Smad pathway or inflammation are of particular interest in the treatment of PF. Valproic acid (VPA) is an histone deacetylase (HDAC) inhibitor. HDACs are enzymes that regulate chromatin conformation and gene expression. Recent studies have described HDACi as promising drugs in the treatment of inflammatory and fibrotic diseases. The main aim of this study was to evaluate the effect of VPA in an experimental model of peritoneal fibrosis in rats. Twenty four Wistar rats (initial weight of 280-320g) were divided into three experimental groups: CONTROL (n = 8), normal animals that received only saline ip; FP (n = 8), peritoneal fibrosis was induced by daily Gluconate Clorhexedine (GC) intraperitoneal (IP) injections for 15 days; FP+VPA (n = 8), animals with peritoneal fibrosis and treated with VPA. Daily valproic acid (300mg/kg) doses were administered by gavage simultaneously with the induction of peritoneal fibrosis in the FP+VPA group. At the end of experiments, the animals were submitted to euthanasia and samples of peritoneal tissue were collected for histology, immunocytochemistry, immunofluorescence, and molecular biology. Also, a functional peritoneal test was performed. The FP group showed a significant thickening of PM due to the accumulation of extracellular matrix and inflammatory cellular infiltration. VPA treatment was able to significantly prevent PM thickening, maintaining the peritoneal thickness of the VPA group similar to that of the CONTROL group. The VPA administration also preserved peritoneal function in the FP+VPA group, avoiding the reduction of ultrafiltration and increasing of peritoneal glucose transport induced by GC. According to the histological changes mentioned above, the VPA hampered the upregulation of the pro-fibrotic genes (TGF-beta, FSP-1, and fibronectin) and increase in the myofibroblasts expression induced by GC injections. Interestingly, the peritoneal expression of phosphorylated Smad3 detected by immunohistochemistry and Smad3 mRNA was significantly higher in the FP group. However, this effect was attenuated by VPA treatment. On the other hand, VPA was able to induce an increase in the expression of the antifibrotic factors, such as BMP-7 and Smad7, in the peritoneal membrane. Besides its antifibrotic activity, VPA also showed anti-inflammatory and anti-angiogenic effects. Animals of the FP+VPA group showed a significant reduction of the PM expression of pro-inflmmatory cytokines, macrophage chemoattractants and, VEGF expression when compared with FP group. In conclusion, we have shown that VPA inhibits the progression of peritoneal fibrosis in a CG-induced peritoneal fibrosis model in rats. VPA inhibited different and important mechanisms involved in peritoneal membrane modifications induced by PD, as activation of TGF-beta/Smad pathway, inflammation, and angiogenesis. Notably, VPA induced the expression of antifibrotic factors. Our results are very interesting and shed lights on a new perspective for the treatment of peritoneal fibrosis. However, this is an exploratory study and future studies are needed before to translate this experimental finding into clinical application

Transtorno do espectro do autismo (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social e pela manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, fortes evidências mostram que a causa pode residir em uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. A exposição pré-natal ao ácido valproico (VPA) é um dos fatores de risco ambiental mais bem estabelecidos. Por isso, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em animais. Estudos prévios do nosso grupo demonstram que o tratamento com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes foi capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole do grupo VPA. As vias de sinalização CK2/PTEN e AKT/GSK-3β estão relacionadas a processos de plasticidade celular e conectividade neuronal, que são processos que exercem grande impacto em diversos parâmetros, incluindo o comportamento social. Assim, os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar o impacto da exposição pré-natal ao VPA sobre as vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β, nas regiões da amígdala e do hipocampo de ratos machos adultos de 120 dias e 2) avaliar o possível efeito protetor da exposição intra-útero ao RSV sobre as alterações causadas pelo VPA nas vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β. O tratamento com RSV combinado com o VPA induziu uma inibição da PTEN e GSK-3β na amígdala, e o RSV teve um efeito per se, inibindo a GSK-3β nesta mesma estrutura. Além disso, O VPA induziu um aumento de atividade da AKT e redução dos níveis proteicos totais de AKT e PTEN no hipocampo. O RSV foi capaz de prevenir estas alterações, com exceção aos níveis proteicos de AKT. Portanto, nossos resultados indicam que a exposição pré-natal ao VPA altera vias de sinalização importantes durante o desenvolvimento neural, e o tratamento com RSV foi capaz de prevenir alguns de seus efeitos. Estes resultados são muito promissores para estudos futuros e contribuem para uma maior compreensão sobre os processos relacionados com a indução de comportamentos do tipo autista pelo VPA e o possível mecanismo de prevenção do RSV sobre o comportamento social. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by disabilities in social communication and repetitive and stereotyped behaviour, interests and activities. Although the etiology is still unknown, there is growing evidence suggesting that the cause lies on a complex interaction between genetic and environmental factors during the development. The pre-natal exposure to valproic acid (VPA) is one of the most well established environmental risk factors. Therefore, the VPA is commonly used to induce an autistic-like phenotype in animals. Previous studies from our group shows that the treatment of pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social behavior deficits induced in the male offspring of the VPA group. The CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways are related to processes of cellular plasticity and neuronal connectivity, which are processes that exert a huge impact in several parameters, including the social behavior. Thus, the objectives of this work were: 1) to evaluate the impact of the pre-natal exposure to VPA in the CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways, in amygdala and hippocampus of adult male rats with 120 days old and 2) to evaluate the possible protective effect of the intra-womb exposition to RSV on VPA-induced changes in CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways. The treatment with RSV combined with VPA induced an inhibition of PTEN and GSK-3β in amygdala, and the RSV had an effect per se, inhibiting GSK-3β in the same structure. Furthermore, the VPA induced an increase in activity of AKT and a reduction in total protein levels of AKT and PTEN in hippocampus. The RSV prevented these effects, with exception of the protein levels of AKT. Thus, our results indicate that the pre-natal exposition to VPA changes important signaling pathways during the neural development, and the treatment with RSV prevented some of its effects. These findings are very promising for future studies and contribute for a better understanding about processes related to the induction of autistic-like behaviors by VPA and the possible mechanism of prevention by RSV on the social behavior.

A epilepsia é normalmente a associação de pré-disposição genética e doença ou uma lesão cerebral. Aproximadamente 1 entre 50 a 100 pessoas apresentam essa pré-disposição à convulsões. Um dos fármacos mais prescritos e utilizados para o tratamento de convulsões é o ácido valpróico (AV), tornando-se a medicação de primeira escolha no tratamento da epilepsia infantil por apresentar um amplo espectro de ação, embora apresente efeitos colaterais bastante conhecidos como pancreatite e a hepatotoxicidade, que pode ser fatal. Sistemas nanoparticulados como nanocápsulas, obtidas a partir da utilização de polímeros biodegradáveis como o polietilenoglicol (PEG) e macromoléculas naturais como a quitosana (QS), que proporcionam hidrofilia e bioadesividade, têm sido estudadas com o objetivo de aumentar a penetração cerebral e reduzir a dosagem do fármaco. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar físico-quimicamente nanocápsulas de poli(ε-caprolactona) contendo AV e revestidas com QS (NCQ) e/ou com PEG 6000 (NCP e NCQP), investigar a farmacocinética plasmática, a penetração do AV através da barreira hematoencefálica (BHE) por microdiálise e a hepatotoxicidade em ratos Wistar. Nanocápsulas revestidas com QS (NCQ) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação do polímero pré-formado seguido do revestimento com adição de 5 mL de solução de QS a 1%. Para a preparação de NCP, foi utilizada metodologia similar adicionando 0,7% de PEG 6000 na fase aquosa. Para a preparação de NCQP, as nanocápsulas preparadas com a adição de 0,35% de PEG 6000 e revestidas posteriormente com solução de QS a 1% (2,5 mL). As formulações foram caracterizadas físico-quimicamente avaliando-se o tamanho das partículas, potencial zeta, pH e taxa de incorporação. As nanocápsulas foram visualizadas por MET e a estabilidade foi investigada por retroespalhamento de luz (Turbiscan Lab®). As formulações (AV 5 mg/mL) apresentaram um pequeno tamanho de partícula (144,2 ± 2,0 nm, 153,2 ± 1,8 nm, e 231,3 ± 15,6 nm, para NCQ, NCP e NCQP, respectivamente), com baixo índice de polidispersão, alta taxa de incorporação (95 a 98 %), pH ácido, potencial zeta positivo para NCQ (+8,7 ± 0,4 mV) e negativo para NCP (- 6,6 ± 0,8 mV) e NCQP (- 2,8 ± 1,3 mV). As fotomicrografias mostraram partículas de forma esférica e as formulações demonstraram boa estabilidade durante 24h de análise a 40°C. As concentrações plasmáticas foram investigadas em ratos Wistar (15 mg/kg via i.v. de AV) para todas as formulações e valproato sódico (grupo controle). A análise farmacocinética compartimental apresentou uma distribuição muito rápida para o AV em NCQ e a ASC0-∞ aproximadamente duas vezes menor em comparação à NCP, NCQP e o fármaco livre (3874 ± 1775; 8280 ± 2136; 7849 ± 1021 e 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectivamente). O clearance do AV aumentou significativamente para NCQ (0,284 ± 0,156 L/h/kg) (α = 0,05%). A penetração do AV através da BHE foi realizada em ratos Wistar acordados por microdiálise (MD) cerebral, no córtex frontal utilizando sondas CMA/12 (3 mm). Os experimentos de MD mostraram um aumento de 5 vezes no fator de penetração cerebral após a administração de NCQ em comparação com o fármaco em solução (0,110 and 0,021, respectivamente), demonstrando a viabilidade da utilização de QS como polímero de revestimento objetivando a BHE. A NCP demonstrou um aumento de 1,7 vezes no fator de penetração cerebral e NCQP não demonstrou qualquer diferença na penetração. A investigação da hepatotoxicidade do AV foi realizada após cinco dias de tratamento (dose de 30 mg/kg q12h de AV) em solução ou em nanocápsulas (NCQ ou NCP) com grupo controle de solução salina. Os níveis séricos de asparto aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), gama-glutamiltransferase (GGT), fosfatase alcalina (FAL), creatinina (CRE) e uréia foram determinados. Os resultados mostram a manutenção dos níveis normais de enzimas hepáticas como a ALT e FAL para NCQ (54,2 ± 11,2 UI/mL and 149 ± 26 UI/mL) demonstrando um efeito hepatoprotetor não observado para os outros grupos. Análises histológicas do fígado dos animais não apresentaram a formação de esteatose microvesicular para NCQ em comparação com a formação de esteatoses em todos os outros grupos, incluindo o grupo controle. Ao final, os resultados indicaram que NCQ possa ser uma formulação em potencial, necessitando ser investigada pelo aumento da penetração cerebral de AV e efeito hepatoprotetor observados. / Epilepsy is usually a combination of genetic pre-disposition and a disease or a brain damage. About 1 in 50 to 100 people has this genetic predisposition to seizures. One of the world’s most prescribed drugs to treat epileptic seizures is valproic acid (VA), which is the first choice drug to treat epilepsy in childhood due to its broad spectrum of action, although its well known side effects such as pancreatitis, hepatotoxicity can be fatal. Nanoparticulated systems such as nanocapsules, obtained from biodegradable polymers like polyethylene glycol and natural macromolecules like chitosan, who gives the system hidrophilicity and bioadhesivity, have been used to increase brain penetration and reduce drug doses. In this context, the present work aimed to develop and physicochemically characterize poly(ε-caprolactone) nanocapsules loaded with VA and coated with chitosan (NCQ) and/or polyethylene glycol (PEG) 6000 (NCP and NCQP), and to investigate their plasma pharmacokinetics, VA blood-brain barrier penetration (BBB) by microdialysis and hepatotoxicity in Wistar rats. Nanocapsules coated with chitosan were obtained by nanoprecipitation of preformed polymer followed by coating with 1% chitosan solution added prior to final adjustments at a volume of 5 mL. For NCP preparation, similar methodology was used adding 0.7% PEG 6000 in the aqueous phase. For NCQP preparation, the nanocapsules prepared with PEG 6000 (0.35% w/v) was further coated with chitosan 1% in solution adding 2.5 mL prior to the final adjustments. The formulations were physicochemical characterized by particle size, zeta potential, pH, incorporation efficiency. The particles were visualized by MET and the stability investigated by backscattering (Turbiscan Lab®). The formulations (VA 5 mg/mL) presented small particle sizes (144.2 ± 2.0 nm, 153.2 ± 1.8 nm, and 231.3 ± 15.6 nm, for NCQ, NCP and NCQP, respectively), with low polidispersion index, high incorporation efficiency (95 to 98 %) and acid pH. The zeta potential was positive for NCQ (+8.7 ± 0.4 mV) and negative for NCP (- 6.6 ± 0.8 mV) and NCQP (- 2.8 ± 1.3 mV). The photomicrography of all formulations showed spherically shaped particles. The formulations showed good stability during 24 hours investigation at 40 ºC. Plasma concentrations were investigated in Wisar rats after 15 mg/kg i.v. dosing of all formulations and sodium valproate solution (control group). The pharmacokinetic compartmental analysis showed a very rapid distribution of VA when incorporated in NCQ in comparison to the other formulations and the AUC0-∞ about two times lower in comparison to NCP, NCQP and the drug alone (3874 ± 1775; 8280 ±2136; 7849 ± 1021 and 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectively). VA clearance was significantly increased after NCQ dosing (0.284 ± 0.156 L/h/kg) (α = 0.05 %). Drug penetration through BBB was performed in awaken Wistar rats by brain microdialysis at the frontal cortex using CMA/12 probes (3 mm). The microdialysis experiments showed a five times increase in VA brain penetration factor after NCQ administration in comparison to drug alone (0.110 and 0.021, respectively), demonstrating the viability of chitosan as coating polymer to aim the BBB. NCP showed only a 1.7 times increase in brain penetration factor and NCQP did not showed any difference in comparison to drug alone. The investigation of drug hepatotoxicity was conducted after 5 days i.v. dosing of VA 30 mg/kg q12h as solution or nanocapsules (NCQ or NCP). A saline control group was also investigated. Serum levels of asparte aminotransferase, alanine aminotransferase, gamma-glutamyltransferase, alkaline phosfatase, creatinin and urea were determined. The results showed the maintenance of normal levels of hepatic enzymes such as alanine aminotransferase and alkaline phosfatase for NCQ (54.2 ± 11.2 IU/mL and 149 ± 26 IU/mL) showing a hepatoprotective effect not observed in the other groups investigated. Histological analysis of animals livers showed no microvesicular steatosis formation when NCQ was administered in comparison with the formation of steatosis in all other groups including control. Overall the results indicate that NCQ is a potential formulation to be investigated for the treatment of epilepsy due to its increase in VA brain penetration and hepatoprotective effect observed.

Transtorno do espectro do autismo (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social e pela manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, fortes evidências mostram que a causa pode residir em uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. A exposição pré-natal ao ácido valproico (VPA) é um dos fatores de risco ambiental mais bem estabelecidos. Por isso, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em animais. Estudos prévios do nosso grupo demonstram que o tratamento com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes foi capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole do grupo VPA. As vias de sinalização CK2/PTEN e AKT/GSK-3β estão relacionadas a processos de plasticidade celular e conectividade neuronal, que são processos que exercem grande impacto em diversos parâmetros, incluindo o comportamento social. Assim, os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar o impacto da exposição pré-natal ao VPA sobre as vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β, nas regiões da amígdala e do hipocampo de ratos machos adultos de 120 dias e 2) avaliar o possível efeito protetor da exposição intra-útero ao RSV sobre as alterações causadas pelo VPA nas vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β. O tratamento com RSV combinado com o VPA induziu uma inibição da PTEN e GSK-3β na amígdala, e o RSV teve um efeito per se, inibindo a GSK-3β nesta mesma estrutura. Além disso, O VPA induziu um aumento de atividade da AKT e redução dos níveis proteicos totais de AKT e PTEN no hipocampo. O RSV foi capaz de prevenir estas alterações, com exceção aos níveis proteicos de AKT. Portanto, nossos resultados indicam que a exposição pré-natal ao VPA altera vias de sinalização importantes durante o desenvolvimento neural, e o tratamento com RSV foi capaz de prevenir alguns de seus efeitos. Estes resultados são muito promissores para estudos futuros e contribuem para uma maior compreensão sobre os processos relacionados com a indução de comportamentos do tipo autista pelo VPA e o possível mecanismo de prevenção do RSV sobre o comportamento social. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by disabilities in social communication and repetitive and stereotyped behaviour, interests and activities. Although the etiology is still unknown, there is growing evidence suggesting that the cause lies on a complex interaction between genetic and environmental factors during the development. The pre-natal exposure to valproic acid (VPA) is one of the most well established environmental risk factors. Therefore, the VPA is commonly used to induce an autistic-like phenotype in animals. Previous studies from our group shows that the treatment of pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social behavior deficits induced in the male offspring of the VPA group. The CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways are related to processes of cellular plasticity and neuronal connectivity, which are processes that exert a huge impact in several parameters, including the social behavior. Thus, the objectives of this work were: 1) to evaluate the impact of the pre-natal exposure to VPA in the CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways, in amygdala and hippocampus of adult male rats with 120 days old and 2) to evaluate the possible protective effect of the intra-womb exposition to RSV on VPA-induced changes in CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways. The treatment with RSV combined with VPA induced an inhibition of PTEN and GSK-3β in amygdala, and the RSV had an effect per se, inhibiting GSK-3β in the same structure. Furthermore, the VPA induced an increase in activity of AKT and a reduction in total protein levels of AKT and PTEN in hippocampus. The RSV prevented these effects, with exception of the protein levels of AKT. Thus, our results indicate that the pre-natal exposition to VPA changes important signaling pathways during the neural development, and the treatment with RSV prevented some of its effects. These findings are very promising for future studies and contribute for a better understanding about processes related to the induction of autistic-like behaviors by VPA and the possible mechanism of prevention by RSV on the social behavior.

Transtorno do espectro do autismo (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social e pela manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, fortes evidências mostram que a causa pode residir em uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. A exposição pré-natal ao ácido valproico (VPA) é um dos fatores de risco ambiental mais bem estabelecidos. Por isso, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em animais. Estudos prévios do nosso grupo demonstram que o tratamento com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes foi capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole do grupo VPA. As vias de sinalização CK2/PTEN e AKT/GSK-3β estão relacionadas a processos de plasticidade celular e conectividade neuronal, que são processos que exercem grande impacto em diversos parâmetros, incluindo o comportamento social. Assim, os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar o impacto da exposição pré-natal ao VPA sobre as vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β, nas regiões da amígdala e do hipocampo de ratos machos adultos de 120 dias e 2) avaliar o possível efeito protetor da exposição intra-útero ao RSV sobre as alterações causadas pelo VPA nas vias CK2/PTEN e AKT/GSK-3β. O tratamento com RSV combinado com o VPA induziu uma inibição da PTEN e GSK-3β na amígdala, e o RSV teve um efeito per se, inibindo a GSK-3β nesta mesma estrutura. Além disso, O VPA induziu um aumento de atividade da AKT e redução dos níveis proteicos totais de AKT e PTEN no hipocampo. O RSV foi capaz de prevenir estas alterações, com exceção aos níveis proteicos de AKT. Portanto, nossos resultados indicam que a exposição pré-natal ao VPA altera vias de sinalização importantes durante o desenvolvimento neural, e o tratamento com RSV foi capaz de prevenir alguns de seus efeitos. Estes resultados são muito promissores para estudos futuros e contribuem para uma maior compreensão sobre os processos relacionados com a indução de comportamentos do tipo autista pelo VPA e o possível mecanismo de prevenção do RSV sobre o comportamento social. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by disabilities in social communication and repetitive and stereotyped behaviour, interests and activities. Although the etiology is still unknown, there is growing evidence suggesting that the cause lies on a complex interaction between genetic and environmental factors during the development. The pre-natal exposure to valproic acid (VPA) is one of the most well established environmental risk factors. Therefore, the VPA is commonly used to induce an autistic-like phenotype in animals. Previous studies from our group shows that the treatment of pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social behavior deficits induced in the male offspring of the VPA group. The CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways are related to processes of cellular plasticity and neuronal connectivity, which are processes that exert a huge impact in several parameters, including the social behavior. Thus, the objectives of this work were: 1) to evaluate the impact of the pre-natal exposure to VPA in the CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways, in amygdala and hippocampus of adult male rats with 120 days old and 2) to evaluate the possible protective effect of the intra-womb exposition to RSV on VPA-induced changes in CK2/PTEN and AKT/GSK-3β pathways. The treatment with RSV combined with VPA induced an inhibition of PTEN and GSK-3β in amygdala, and the RSV had an effect per se, inhibiting GSK-3β in the same structure. Furthermore, the VPA induced an increase in activity of AKT and a reduction in total protein levels of AKT and PTEN in hippocampus. The RSV prevented these effects, with exception of the protein levels of AKT. Thus, our results indicate that the pre-natal exposition to VPA changes important signaling pathways during the neural development, and the treatment with RSV prevented some of its effects. These findings are very promising for future studies and contribute for a better understanding about processes related to the induction of autistic-like behaviors by VPA and the possible mechanism of prevention by RSV on the social behavior.

A epilepsia é normalmente a associação de pré-disposição genética e doença ou uma lesão cerebral. Aproximadamente 1 entre 50 a 100 pessoas apresentam essa pré-disposição à convulsões. Um dos fármacos mais prescritos e utilizados para o tratamento de convulsões é o ácido valpróico (AV), tornando-se a medicação de primeira escolha no tratamento da epilepsia infantil por apresentar um amplo espectro de ação, embora apresente efeitos colaterais bastante conhecidos como pancreatite e a hepatotoxicidade, que pode ser fatal. Sistemas nanoparticulados como nanocápsulas, obtidas a partir da utilização de polímeros biodegradáveis como o polietilenoglicol (PEG) e macromoléculas naturais como a quitosana (QS), que proporcionam hidrofilia e bioadesividade, têm sido estudadas com o objetivo de aumentar a penetração cerebral e reduzir a dosagem do fármaco. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar físico-quimicamente nanocápsulas de poli(ε-caprolactona) contendo AV e revestidas com QS (NCQ) e/ou com PEG 6000 (NCP e NCQP), investigar a farmacocinética plasmática, a penetração do AV através da barreira hematoencefálica (BHE) por microdiálise e a hepatotoxicidade em ratos Wistar. Nanocápsulas revestidas com QS (NCQ) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação do polímero pré-formado seguido do revestimento com adição de 5 mL de solução de QS a 1%. Para a preparação de NCP, foi utilizada metodologia similar adicionando 0,7% de PEG 6000 na fase aquosa. Para a preparação de NCQP, as nanocápsulas preparadas com a adição de 0,35% de PEG 6000 e revestidas posteriormente com solução de QS a 1% (2,5 mL). As formulações foram caracterizadas físico-quimicamente avaliando-se o tamanho das partículas, potencial zeta, pH e taxa de incorporação. As nanocápsulas foram visualizadas por MET e a estabilidade foi investigada por retroespalhamento de luz (Turbiscan Lab®). As formulações (AV 5 mg/mL) apresentaram um pequeno tamanho de partícula (144,2 ± 2,0 nm, 153,2 ± 1,8 nm, e 231,3 ± 15,6 nm, para NCQ, NCP e NCQP, respectivamente), com baixo índice de polidispersão, alta taxa de incorporação (95 a 98 %), pH ácido, potencial zeta positivo para NCQ (+8,7 ± 0,4 mV) e negativo para NCP (- 6,6 ± 0,8 mV) e NCQP (- 2,8 ± 1,3 mV). As fotomicrografias mostraram partículas de forma esférica e as formulações demonstraram boa estabilidade durante 24h de análise a 40°C. As concentrações plasmáticas foram investigadas em ratos Wistar (15 mg/kg via i.v. de AV) para todas as formulações e valproato sódico (grupo controle). A análise farmacocinética compartimental apresentou uma distribuição muito rápida para o AV em NCQ e a ASC0-∞ aproximadamente duas vezes menor em comparação à NCP, NCQP e o fármaco livre (3874 ± 1775; 8280 ± 2136; 7849 ± 1021 e 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectivamente). O clearance do AV aumentou significativamente para NCQ (0,284 ± 0,156 L/h/kg) (α = 0,05%). A penetração do AV através da BHE foi realizada em ratos Wistar acordados por microdiálise (MD) cerebral, no córtex frontal utilizando sondas CMA/12 (3 mm). Os experimentos de MD mostraram um aumento de 5 vezes no fator de penetração cerebral após a administração de NCQ em comparação com o fármaco em solução (0,110 and 0,021, respectivamente), demonstrando a viabilidade da utilização de QS como polímero de revestimento objetivando a BHE. A NCP demonstrou um aumento de 1,7 vezes no fator de penetração cerebral e NCQP não demonstrou qualquer diferença na penetração. A investigação da hepatotoxicidade do AV foi realizada após cinco dias de tratamento (dose de 30 mg/kg q12h de AV) em solução ou em nanocápsulas (NCQ ou NCP) com grupo controle de solução salina. Os níveis séricos de asparto aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), gama-glutamiltransferase (GGT), fosfatase alcalina (FAL), creatinina (CRE) e uréia foram determinados. Os resultados mostram a manutenção dos níveis normais de enzimas hepáticas como a ALT e FAL para NCQ (54,2 ± 11,2 UI/mL and 149 ± 26 UI/mL) demonstrando um efeito hepatoprotetor não observado para os outros grupos. Análises histológicas do fígado dos animais não apresentaram a formação de esteatose microvesicular para NCQ em comparação com a formação de esteatoses em todos os outros grupos, incluindo o grupo controle. Ao final, os resultados indicaram que NCQ possa ser uma formulação em potencial, necessitando ser investigada pelo aumento da penetração cerebral de AV e efeito hepatoprotetor observados. / Epilepsy is usually a combination of genetic pre-disposition and a disease or a brain damage. About 1 in 50 to 100 people has this genetic predisposition to seizures. One of the world’s most prescribed drugs to treat epileptic seizures is valproic acid (VA), which is the first choice drug to treat epilepsy in childhood due to its broad spectrum of action, although its well known side effects such as pancreatitis, hepatotoxicity can be fatal. Nanoparticulated systems such as nanocapsules, obtained from biodegradable polymers like polyethylene glycol and natural macromolecules like chitosan, who gives the system hidrophilicity and bioadhesivity, have been used to increase brain penetration and reduce drug doses. In this context, the present work aimed to develop and physicochemically characterize poly(ε-caprolactone) nanocapsules loaded with VA and coated with chitosan (NCQ) and/or polyethylene glycol (PEG) 6000 (NCP and NCQP), and to investigate their plasma pharmacokinetics, VA blood-brain barrier penetration (BBB) by microdialysis and hepatotoxicity in Wistar rats. Nanocapsules coated with chitosan were obtained by nanoprecipitation of preformed polymer followed by coating with 1% chitosan solution added prior to final adjustments at a volume of 5 mL. For NCP preparation, similar methodology was used adding 0.7% PEG 6000 in the aqueous phase. For NCQP preparation, the nanocapsules prepared with PEG 6000 (0.35% w/v) was further coated with chitosan 1% in solution adding 2.5 mL prior to the final adjustments. The formulations were physicochemical characterized by particle size, zeta potential, pH, incorporation efficiency. The particles were visualized by MET and the stability investigated by backscattering (Turbiscan Lab®). The formulations (VA 5 mg/mL) presented small particle sizes (144.2 ± 2.0 nm, 153.2 ± 1.8 nm, and 231.3 ± 15.6 nm, for NCQ, NCP and NCQP, respectively), with low polidispersion index, high incorporation efficiency (95 to 98 %) and acid pH. The zeta potential was positive for NCQ (+8.7 ± 0.4 mV) and negative for NCP (- 6.6 ± 0.8 mV) and NCQP (- 2.8 ± 1.3 mV). The photomicrography of all formulations showed spherically shaped particles. The formulations showed good stability during 24 hours investigation at 40 ºC. Plasma concentrations were investigated in Wisar rats after 15 mg/kg i.v. dosing of all formulations and sodium valproate solution (control group). The pharmacokinetic compartmental analysis showed a very rapid distribution of VA when incorporated in NCQ in comparison to the other formulations and the AUC0-∞ about two times lower in comparison to NCP, NCQP and the drug alone (3874 ± 1775; 8280 ±2136; 7849 ± 1021 and 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectively). VA clearance was significantly increased after NCQ dosing (0.284 ± 0.156 L/h/kg) (α = 0.05 %). Drug penetration through BBB was performed in awaken Wistar rats by brain microdialysis at the frontal cortex using CMA/12 probes (3 mm). The microdialysis experiments showed a five times increase in VA brain penetration factor after NCQ administration in comparison to drug alone (0.110 and 0.021, respectively), demonstrating the viability of chitosan as coating polymer to aim the BBB. NCP showed only a 1.7 times increase in brain penetration factor and NCQP did not showed any difference in comparison to drug alone. The investigation of drug hepatotoxicity was conducted after 5 days i.v. dosing of VA 30 mg/kg q12h as solution or nanocapsules (NCQ or NCP). A saline control group was also investigated. Serum levels of asparte aminotransferase, alanine aminotransferase, gamma-glutamyltransferase, alkaline phosfatase, creatinin and urea were determined. The results showed the maintenance of normal levels of hepatic enzymes such as alanine aminotransferase and alkaline phosfatase for NCQ (54.2 ± 11.2 IU/mL and 149 ± 26 IU/mL) showing a hepatoprotective effect not observed in the other groups investigated. Histological analysis of animals livers showed no microvesicular steatosis formation when NCQ was administered in comparison with the formation of steatosis in all other groups including control. Overall the results indicate that NCQ is a potential formulation to be investigated for the treatment of epilepsy due to its increase in VA brain penetration and hepatoprotective effect observed.

A epilepsia é normalmente a associação de pré-disposição genética e doença ou uma lesão cerebral. Aproximadamente 1 entre 50 a 100 pessoas apresentam essa pré-disposição à convulsões. Um dos fármacos mais prescritos e utilizados para o tratamento de convulsões é o ácido valpróico (AV), tornando-se a medicação de primeira escolha no tratamento da epilepsia infantil por apresentar um amplo espectro de ação, embora apresente efeitos colaterais bastante conhecidos como pancreatite e a hepatotoxicidade, que pode ser fatal. Sistemas nanoparticulados como nanocápsulas, obtidas a partir da utilização de polímeros biodegradáveis como o polietilenoglicol (PEG) e macromoléculas naturais como a quitosana (QS), que proporcionam hidrofilia e bioadesividade, têm sido estudadas com o objetivo de aumentar a penetração cerebral e reduzir a dosagem do fármaco. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar físico-quimicamente nanocápsulas de poli(ε-caprolactona) contendo AV e revestidas com QS (NCQ) e/ou com PEG 6000 (NCP e NCQP), investigar a farmacocinética plasmática, a penetração do AV através da barreira hematoencefálica (BHE) por microdiálise e a hepatotoxicidade em ratos Wistar. Nanocápsulas revestidas com QS (NCQ) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação do polímero pré-formado seguido do revestimento com adição de 5 mL de solução de QS a 1%. Para a preparação de NCP, foi utilizada metodologia similar adicionando 0,7% de PEG 6000 na fase aquosa. Para a preparação de NCQP, as nanocápsulas preparadas com a adição de 0,35% de PEG 6000 e revestidas posteriormente com solução de QS a 1% (2,5 mL). As formulações foram caracterizadas físico-quimicamente avaliando-se o tamanho das partículas, potencial zeta, pH e taxa de incorporação. As nanocápsulas foram visualizadas por MET e a estabilidade foi investigada por retroespalhamento de luz (Turbiscan Lab®). As formulações (AV 5 mg/mL) apresentaram um pequeno tamanho de partícula (144,2 ± 2,0 nm, 153,2 ± 1,8 nm, e 231,3 ± 15,6 nm, para NCQ, NCP e NCQP, respectivamente), com baixo índice de polidispersão, alta taxa de incorporação (95 a 98 %), pH ácido, potencial zeta positivo para NCQ (+8,7 ± 0,4 mV) e negativo para NCP (- 6,6 ± 0,8 mV) e NCQP (- 2,8 ± 1,3 mV). As fotomicrografias mostraram partículas de forma esférica e as formulações demonstraram boa estabilidade durante 24h de análise a 40°C. As concentrações plasmáticas foram investigadas em ratos Wistar (15 mg/kg via i.v. de AV) para todas as formulações e valproato sódico (grupo controle). A análise farmacocinética compartimental apresentou uma distribuição muito rápida para o AV em NCQ e a ASC0-∞ aproximadamente duas vezes menor em comparação à NCP, NCQP e o fármaco livre (3874 ± 1775; 8280 ± 2136; 7849 ± 1021 e 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectivamente). O clearance do AV aumentou significativamente para NCQ (0,284 ± 0,156 L/h/kg) (α = 0,05%). A penetração do AV através da BHE foi realizada em ratos Wistar acordados por microdiálise (MD) cerebral, no córtex frontal utilizando sondas CMA/12 (3 mm). Os experimentos de MD mostraram um aumento de 5 vezes no fator de penetração cerebral após a administração de NCQ em comparação com o fármaco em solução (0,110 and 0,021, respectivamente), demonstrando a viabilidade da utilização de QS como polímero de revestimento objetivando a BHE. A NCP demonstrou um aumento de 1,7 vezes no fator de penetração cerebral e NCQP não demonstrou qualquer diferença na penetração. A investigação da hepatotoxicidade do AV foi realizada após cinco dias de tratamento (dose de 30 mg/kg q12h de AV) em solução ou em nanocápsulas (NCQ ou NCP) com grupo controle de solução salina. Os níveis séricos de asparto aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), gama-glutamiltransferase (GGT), fosfatase alcalina (FAL), creatinina (CRE) e uréia foram determinados. Os resultados mostram a manutenção dos níveis normais de enzimas hepáticas como a ALT e FAL para NCQ (54,2 ± 11,2 UI/mL and 149 ± 26 UI/mL) demonstrando um efeito hepatoprotetor não observado para os outros grupos. Análises histológicas do fígado dos animais não apresentaram a formação de esteatose microvesicular para NCQ em comparação com a formação de esteatoses em todos os outros grupos, incluindo o grupo controle. Ao final, os resultados indicaram que NCQ possa ser uma formulação em potencial, necessitando ser investigada pelo aumento da penetração cerebral de AV e efeito hepatoprotetor observados. / Epilepsy is usually a combination of genetic pre-disposition and a disease or a brain damage. About 1 in 50 to 100 people has this genetic predisposition to seizures. One of the world’s most prescribed drugs to treat epileptic seizures is valproic acid (VA), which is the first choice drug to treat epilepsy in childhood due to its broad spectrum of action, although its well known side effects such as pancreatitis, hepatotoxicity can be fatal. Nanoparticulated systems such as nanocapsules, obtained from biodegradable polymers like polyethylene glycol and natural macromolecules like chitosan, who gives the system hidrophilicity and bioadhesivity, have been used to increase brain penetration and reduce drug doses. In this context, the present work aimed to develop and physicochemically characterize poly(ε-caprolactone) nanocapsules loaded with VA and coated with chitosan (NCQ) and/or polyethylene glycol (PEG) 6000 (NCP and NCQP), and to investigate their plasma pharmacokinetics, VA blood-brain barrier penetration (BBB) by microdialysis and hepatotoxicity in Wistar rats. Nanocapsules coated with chitosan were obtained by nanoprecipitation of preformed polymer followed by coating with 1% chitosan solution added prior to final adjustments at a volume of 5 mL. For NCP preparation, similar methodology was used adding 0.7% PEG 6000 in the aqueous phase. For NCQP preparation, the nanocapsules prepared with PEG 6000 (0.35% w/v) was further coated with chitosan 1% in solution adding 2.5 mL prior to the final adjustments. The formulations were physicochemical characterized by particle size, zeta potential, pH, incorporation efficiency. The particles were visualized by MET and the stability investigated by backscattering (Turbiscan Lab®). The formulations (VA 5 mg/mL) presented small particle sizes (144.2 ± 2.0 nm, 153.2 ± 1.8 nm, and 231.3 ± 15.6 nm, for NCQ, NCP and NCQP, respectively), with low polidispersion index, high incorporation efficiency (95 to 98 %) and acid pH. The zeta potential was positive for NCQ (+8.7 ± 0.4 mV) and negative for NCP (- 6.6 ± 0.8 mV) and NCQP (- 2.8 ± 1.3 mV). The photomicrography of all formulations showed spherically shaped particles. The formulations showed good stability during 24 hours investigation at 40 ºC. Plasma concentrations were investigated in Wisar rats after 15 mg/kg i.v. dosing of all formulations and sodium valproate solution (control group). The pharmacokinetic compartmental analysis showed a very rapid distribution of VA when incorporated in NCQ in comparison to the other formulations and the AUC0-∞ about two times lower in comparison to NCP, NCQP and the drug alone (3874 ± 1775; 8280 ±2136; 7849 ± 1021 and 7978 ± 3622 μg/mL/min, respectively). VA clearance was significantly increased after NCQ dosing (0.284 ± 0.156 L/h/kg) (α = 0.05 %). Drug penetration through BBB was performed in awaken Wistar rats by brain microdialysis at the frontal cortex using CMA/12 probes (3 mm). The microdialysis experiments showed a five times increase in VA brain penetration factor after NCQ administration in comparison to drug alone (0.110 and 0.021, respectively), demonstrating the viability of chitosan as coating polymer to aim the BBB. NCP showed only a 1.7 times increase in brain penetration factor and NCQP did not showed any difference in comparison to drug alone. The investigation of drug hepatotoxicity was conducted after 5 days i.v. dosing of VA 30 mg/kg q12h as solution or nanocapsules (NCQ or NCP). A saline control group was also investigated. Serum levels of asparte aminotransferase, alanine aminotransferase, gamma-glutamyltransferase, alkaline phosfatase, creatinin and urea were determined. The results showed the maintenance of normal levels of hepatic enzymes such as alanine aminotransferase and alkaline phosfatase for NCQ (54.2 ± 11.2 IU/mL and 149 ± 26 IU/mL) showing a hepatoprotective effect not observed in the other groups investigated. Histological analysis of animals livers showed no microvesicular steatosis formation when NCQ was administered in comparison with the formation of steatosis in all other groups including control. Overall the results indicate that NCQ is a potential formulation to be investigated for the treatment of epilepsy due to its increase in VA brain penetration and hepatoprotective effect observed.

Pacientes submetidos por longos períodos à diálise peritoneal (DP) podem evoluir com fibrose e redução da capacidade de ultrafiltração da membrana peritoneal (MP). Essas alterações da MP são desencadeadas pela exposição prolongada às soluções de diálise peritoneal, peritonites de repetição e irritantes químicos que induzem inflamação, neoangiogênese e fibrose da MP. A ativação da via Transforming Growth Factor (TGF-beta)/Smad é um fundamental mecanismo mediador da fibrogênese peritoneal. Sendo assim, drogas que inibam a via TGF-beta/Smad são de especial interesse no tratamento da FP. O ácido valpróico (VPA) é um inibidor das histona desacetilases (iHDAC), enzimas que regulam a conformação da cromatina e a expressão gênica, com atividade anti-inflamatória e antifibrótica. O presente estudo tem como objetivo principal avaliar o efeito do VPA em um modelo experimental de fibrose peritoneal em ratos. Vinte e quatro ratos Wistar machos (peso inicial de 280 - 320g) foram dividos em 3 grupos experimentais: CONTROLE (n=8), animais normais que receberam injeções de salina intraperitoneal (IP); FP (n=8), animais que recereberam injeções IP de gluconato de clorexidina (GC) diariamente por 15 dias para indução de fibrose peritoneal; FP+VPA (n=8), animais com FP e tratados com VPA. O ácido valpróico (300mg/kg) foi administrado por gavage diariamente por 15 dias, simultaneamente à indução de fibrose peritoneal. Ao fim dos experimentos, amostras do tecido peritoneal foram coletadas para realização de histologia, imunho-histoquímica (IH), imunofluorescência (IF) e biologia molecular. A análise da MP dos animais do grupo FP revelou um espessamento significativo da camada submesotelial devido ao acúmulo de matriz extracelular e infiltrado inflamatório. O tratamento com VPA foi capaz de prevenir significativamente o espessamento da MP, mantendo a espessura do peritôneo do grupo FP+VPA similar a do grupo CONTROLE. Com relação à função peritoneal, a administração de VPA evitou a queda da ultrafiltração e aumento do transporte peritoneal de glicose induzidos pelo GC. Além disso, o VPA impediu o aumento da expressão de miofibroblastos e de fatores associados à fibrose (TGF-beta, FSP-1 e fibronectina) induzidos pelo GC. Interessantemente, o VPA reduziu de maneira significativa a expressão da Smad3, mediador intracelular crítico da sinalização TGF-beta/Smad, em relação ao grupo FP. Por outro lado, os animais tratados com VPA apresentaram um aumento da expressão peritoneal de fatores antifibróticos como a BMP-7 e Smad7, proteínas que contrarregulam as ações do TGF-beta. Além de atenuar a fibrose peritoneal, o VPA apresentou efeitos anti-inflamatório e antiangiogênico, demonstrado pela menor expressão de citocinas pró-inflamatórias, fatores quimiotáticos para macrófagos (MCP-1) e VEGF no grupo FP+VPA quando comparado ao grupo FP. Em resumo, o VPA foi capaz de bloquear o espessamento por fibrose da MP e preservar a sua função, além de proteger o peritônio contra a neoangiogênese e inflamação. Além disso, o VPA induziu um aumento da expressão de fatores antifibróticos na MP. Os resultados apresentados neste trabalho chamam a atenção para mecanismos envolvidos nas modificações da MP induzidas pela DP ainda pouco explorados e que podem constiuir potenciais alvos na prevenção do desenvolvimento da fibrose peritoneal associada à DP / Long term peritoneal dialysis (PF) can induce peritoneal fibrosis and loss of ultrafiltration capacity of peritoneal membrane (PM). These peritoneal changes are due to prolonged exposure to peritoneal dialysis solutions, chemical irritants and acute peritonitis episodes that induce inflammation, neoangiogenesis and PM fibrosis. The Transforming Growth Factor (TGF-?) is the main mediator involved in the development of peritoneal fibrosis. Thus, drugs that inhibit the TGF-?/Smad pathway or inflammation are of particular interest in the treatment of PF. Valproic acid (VPA) is an histone deacetylase (HDAC) inhibitor. HDACs are enzymes that regulate chromatin conformation and gene expression. Recent studies have described HDACi as promising drugs in the treatment of inflammatory and fibrotic diseases. The main aim of this study was to evaluate the effect of VPA in an experimental model of peritoneal fibrosis in rats. Twenty four Wistar rats (initial weight of 280-320g) were divided into three experimental groups: CONTROL (n = 8), normal animals that received only saline ip; FP (n = 8), peritoneal fibrosis was induced by daily Gluconate Clorhexedine (GC) intraperitoneal (IP) injections for 15 days; FP+VPA (n = 8), animals with peritoneal fibrosis and treated with VPA. Daily valproic acid (300mg/kg) doses were administered by gavage simultaneously with the induction of peritoneal fibrosis in the FP+VPA group. At the end of experiments, the animals were submitted to euthanasia and samples of peritoneal tissue were collected for histology, immunocytochemistry, immunofluorescence, and molecular biology. Also, a functional peritoneal test was performed. The FP group showed a significant thickening of PM due to the accumulation of extracellular matrix and inflammatory cellular infiltration. VPA treatment was able to significantly prevent PM thickening, maintaining the peritoneal thickness of the VPA group similar to that of the CONTROL group. The VPA administration also preserved peritoneal function in the FP+VPA group, avoiding the reduction of ultrafiltration and increasing of peritoneal glucose transport induced by GC. According to the histological changes mentioned above, the VPA hampered the upregulation of the pro-fibrotic genes (TGF-beta, FSP-1, and fibronectin) and increase in the myofibroblasts expression induced by GC injections. Interestingly, the peritoneal expression of phosphorylated Smad3 detected by immunohistochemistry and Smad3 mRNA was significantly higher in the FP group. However, this effect was attenuated by VPA treatment. On the other hand, VPA was able to induce an increase in the expression of the antifibrotic factors, such as BMP-7 and Smad7, in the peritoneal membrane. Besides its antifibrotic activity, VPA also showed anti-inflammatory and anti-angiogenic effects. Animals of the FP+VPA group showed a significant reduction of the PM expression of pro-inflmmatory cytokines, macrophage chemoattractants and, VEGF expression when compared with FP group. In conclusion, we have shown that VPA inhibits the progression of peritoneal fibrosis in a CG-induced peritoneal fibrosis model in rats. VPA inhibited different and important mechanisms involved in peritoneal membrane modifications induced by PD, as activation of TGF-beta/Smad pathway, inflammation, and angiogenesis. Notably, VPA induced the expression of antifibrotic factors. Our results are very interesting and shed lights on a new perspective for the treatment of peritoneal fibrosis. However, this is an exploratory study and future studies are needed before to translate this experimental finding into clinical application