O resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) é um polifenol encontrado nas uvas e no vinho tinto, que possui propriedades antioxidantes, antiinflamatórias, bem como cardioprotetoras. Recentemente, cada vez mais estudos sugerem que o resveratrol possa exercer um papel significativo; regulando funções importantes no SNC, especialmente sob condições patológicas. Assim, neste estudo nós investigamos o papel neuroprotetor do resveratrol através de um efeito modulatório sobre parâmetros gliais em cultura primária de astrócitos corticais e em um modelo de fatias hipocampais. Os astrócitos são as células mais abundantes constituintes do SNC e uma de suas funções consiste em exercer um papel protetor contra o estresse oxidativo. Nós observamos que o tratamento com resveratrol por 24 h foi capaz de aumentar a captação de glutamato, o conteúdo de glutationa e secreção de S100B em cultura de astrócitos corticais. Além disso, a pré-incubação com resveratrol confirmou seu potencial não só como antioxidante, mas também modulando as funções gliais mesmo após um insulto oxidativo com 0,1 mM de H2O2. Observamos que o resveratrol impediu o aumento das espécies reativas de oxigênio após uma injúria com H2O2 e evitou a diminuição da captação de glutamato e do conteúdo de glutationa. Enquanto que a secreção de S100B, 1 h após o dano com H2O2, apresentou um aumento transitório que foi revertido pela presença de resveratrol. O oposto ocorreu 24 h após o insulto, quando o H2O2 levou a uma diminuição na secreção de S100B, enquanto que na presença do resveratrol foi observado um aumento da proteína no meio extracelular. Um perfil semelhante foi encontrado em fatias hipocampais tratadas com resveratrol após um insulto com 0,1 e 1 mM de H2O2. Apesar do resveratrol não ter revertido a diminuição dos níveis extracelulares de lactato e a redução da viabilidade celular induzidos por 1 mM de H2O2, o polifenol preveniu o aumento da permeabilidade da membrana observada. O resveratrol também impediu a diminuição do conteúdo de glutationa após a exposição ao H2O2. Ainda, a ativação da ERK1/2 provocada por 1 mM de H2O2 foi completamente prevenida pelo resveratrol. Entretanto, o resveratrol evitou a diminuição na captação de glutamato apenas após o insulto com 0,1 mM de H2O2. Embora os mecanismos através dos quais o resveratrol exerce seus efeitos ainda não estejam completamente esclarecidos, podemos propor que o polifenol apresenta um papel protetor contra injúrias no SNC por modular funções gliais. / Resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) is a polyphenol present in grapes and red wine, which has antioxidant, anti-inflammatory and cardioprotective properties. Recently, a great number of reports suggest that resveratrol might be involved in important functions of SNC, especially under pathological conditions. Therefore, in this study, we investigate the neuroprotective role of resveratrol through modulatory effect on glial parameters in primary cortical astrocytes and hippocampal slice preparations. Astrocytes are the most abundant cell type CNS and are involved in a protective role against oxidative stress. We observed that 24 h treatment with resveratrol lead to an increase in glutamate uptake, glutathione content and S100B secretion in astrocyte cultures. Moreover, pre-incubation with resveratrol has confirmed its potential not just as an antioxidant, but also by modulating glial functions even after an oxidative insult with 0,1 mM H2O2. Resveratrol avoided the increase of reactive species of oxygen after an insult with H2O2 and prevented the decrease in glutamate uptake and glutathione content. Moreover, 1 h after H2O2 injury, S100B secretion demonstrated a transitory increase that was reverted by resveratrol. In contrast, 24 h after the oxidative damage exposure it was observed a decrease in S100B caused by H2O2 while in the presence of resveratrol there was an increase of S100B in the extracellular. A similar profile was found in hippocampal slices treated with resveratrol after oxidative damage with 0,1 and 1 mM H2O2. Even though resveratrol did not changed the decrease in lactate levels and the reduction in cell viability induced by 1 mM H2O2, it was able to prevent the increase in cell permeability. Resveratrol also prevented the decrease of glutathione content after H2O2. There was also an activation of ERK1/2 by 1 mM H2O2 that resveratrol fully prevented. However, resveratrol only reverted the decrease in glutamate uptake induced by 0,1 mM H2O2. Although the mechanisms underlying resveratrol effects are not completely clear, we may propose that resveratrol could represent a protective strategy to avoid brain injury by modulating glial functions.

Muitos trabalhos têm demonstrado a correlação existente entre gênero e prevalência da doença de Alzheimer (DA), sendo que as mulheres compreendem dois terços dos pacientes afetados. A estreptozotocina (STZ) é uma substância que vem sendo muito utilizada, por administração intracerebroventricular, para produzir um modelo de doença de Alzheimer esporádica com características neuroquímicas e fisiopatológicas semelhantes à DA, em roedores. Dessa forma, essa tese teve como objetivo avaliar as alterações comportamentais cognitivas e parâmetros neuroquímicos (ChAT, S100B, GFAP, GSH e captação de glicose) em hipocampo e cerebelo de ratos e ratas expostas ao modelo de doença de Alzheimer por STZ. Para um melhor entendimento das alterações, as avaliações foram realizadas em três diferentes tempos após a indução do modelo: duas, quatro e oito semanas. Como resultado, encontramos declínio cognitivo e alterações neuroquímicas hipocampais e cerebelares. Interessantemente, machos e fêmeas apresentaram distintas respostas frente ao insulto por STZ, mostrando ser este um campo interessante para caracterização e aprofundamento do modelo que utilizamos. Este trabalho confirma o comprometimento cognitivo e as alterações neuroquímicas presentes no modelo e estes se somam às variações funcionais encontradas nos astrócitos. Tais alterações também estão presentes na DA, apontando a interação neuroglial como um importante alvo de estudo na doença e, consequentemente, na busca por alternativas terapêuticas. / Many studies have demonstrated the correlation between gender and prevalence of Alzheimer's disease (AD), with women comprising two thirds of the affected patients. Streptozotocin (STZ) is a substance that has been widely used by intracerebroventricular administration to produce a model of sporadic Alzheimer's disease with neurochemical and pathophysiological characteristics similar to AD, in rodents. Thus, this thesis aimed to evaluate cognitive behavioral changes and neurochemical parameters (ChAT, S100B, GFAP, GSH and glucose uptake) in the hippocampus and cerebellum of rats (males and females) exposed to the model of sporadic Alzheimer's disease by STZ. For the best comprehension of the changes, the evaluations were performed at three different times after the induction of the model: two, four and eight weeks. As a result, we found cognitive decline and hippocampal and cerebellar neurochemical changes. Interestingly, males and females presented different responses to STZ damage, showing that this is an interesting field for characterization and deepening of the model we use. This work confirms the cognitive impairment and the neurochemical changes present in the model and these are added to the functional shifts found in the astrocytes. These alterations are also present in AD, pointing to neuroglial interaction as an important target for the study of the disease and, consequently, the search for therapeutic alternatives.

A neuroinflamação tem sido demonstrada como um fator presente em diversas doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer e doença de Parkinson. O lipopolissacarídeo (LPS) é uma molécula constituinte da membrana de bactérias gram-negativas e, após a ligação desta molécula ao receptor TLR4 ocorre a ativação de diversas vias de sinalização as quais aumentam a produção e secreção de moléculas pró-inflamatórias. Devido a sua alta imunoatividade o LPS tem sido utilizado em modelos de inflamação in vivo e in vitro. O LPS também parece ser capaz de modular, através de uma inflamação sistêmica, a resposta da leptina. A leptina é um hormônio peptídico secretado principalmente pelo tecido adiposo, esta adipocina tem sua ação mediada pela ligação ao receptor ObR, o qual quando ativado pode induzir a ativação de diversas vias de sinalização, levando, por exemplo a produção de SOCS3, que age como um fator de regulação negativo da sinalização pelo ObR. A função mais conhecida e estudada da leptina é na regulação do controle alimentar, onde após a ingestão de alimentos a leptina age no hipotálamo sinalizando a sensação saciedade. Entretanto, já há evidências da presença de seu receptor em outras áreas cerebrais, como no hipocampo, onde esta adipocina pode ter um papel na regulação da memória e aprendizagem. Além disso, também tem sido implicada como neuroprotetora em doenças neurodegenerativas, como as doenças de Alzheimer e Parkinson, sendo a leptina capaz de melhorar tanto aspectos moleculares quanto comportamentais destas patologias. A leptina tem se mostrado importante na regulação da resposta imune, podendo servir como uma molécula de sinalização de uma inflamação sistêmica para o cérebro. A neuroinflamação tem sido implicada como um dos fatores que podem levar a resistência à leptina no hipotálamo. Tendo este hormônio ações distintas entre os tecidos, nós investigamos como a neuroinflamação induzida por injeção ICV de LPS poderia modular a resposta à leptina no hipocampo. Além disso, foram avaliados parâmetros inflamatórios centrais e periféricos e também a resposta astrocítica à neuroinflamação pela dosagem de proteínas características desse tipo celular, todos os parâmetros foram analisados após 48 horas da indução do modelo. Nosso estudo não encontrou diferença no imunoconteúdo da leptina no hipocampo, porém houve um aumento no conteúdo proteico do receptor ObR neste tecido nos ratos tratados e não ocorreu alteração significativa nos níveis intracelulares de SOCS3. Nós encontramos uma diminuição nos níveis séricos de leptina e da proteína S100B nos ratos do grupo LPS. A expressão proteica das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α foram alterados no hipocampo após a injeção ICV de LPS, tendo um aumento nos níveis intracelulares de IL-1 β e uma diminuição de TNF-α. A proteína glial fibrilar ácida (GFAP) teve um aumento em seu imunoconteúdo no hipocampo dos ratos tratados, em contrapartida os níveis de S100B intracelulares não foram alterados significativamente. Os níveis séricos de TNF-α tiveram um aumento em resposta à neuroinflamação induzida, além disso, os ratos que receberam injeção ICV de LPS mostraram uma maior perda de peso em relação aos ratos que receberam apenas veículo. Nossos dados mostram que a neuroinflamação é capaz de modular a resposta hipocampal e periférica de leptina, colaborando assim para uma melhor compreensão do papel da sinalização por leptina na neuroinflamação e possivelmente nas doenças neurodegenerativas. / Neuroinflammation has been established as a factor present in various neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's disease. LPS is a constituent molecule of the membrane of gram-negative bacteria and, after binding of this molecule in the TLR4 occurs activation of several signaling pathways which increase the production and secretion of pro-inflammatory molecules, due to their high immunoactivity LPS has been used in models of inflammation in vivo and in vitro. LPS also seems to be able to modulate, through a systemic inflammation, the response of leptin. Leptin is a peptide hormone secreted mainly by the adipose tissue, that adipokine has its action mediated by binding to the ObRb receptor which when activated can induce activation of several signaling pathways, leading to, for example, production of SOCS3 which acts as a negative feedback on ObRb. The most studied and known function of leptin is in the regulation of food control, where after the food intake leptin signaling in the hypothalamus acts feeling of hunger. However, there is evidence of the presence of its receptor in other brain regions such as hippocampus, where this may adipokine play a role in the regulation of memory and learning. Furthermore, as has also been implicated as neuroprotective in neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, and leptin can improve both molecular and behavioral aspects of these diseases. Leptin has been shown to be important in regulating the immune response, may serve as a signaling molecule to a systemic inflammation of the brain. The neuroinflammation has been implicated as a factor that can lead to leptin resistance in the hypothalamus. As this hormone have distinct actions between tissues, we investigated as a neuroinflammation induced by ICV injection of LPS could modulate the response to leptin in the hippocampus. In addition, we assessed the central and peripheral inflammatory parameters, and also the astrocytic response to neuroinflammation by measuring protein characteristics of this cell type, all parameters were analyzed after 48 hours of induction model. Our study found no difference in leptin immunocontent in the hippocampus, but there was an increase in the protein content of the ObR receptor in this tissue in the treated rats and no significant change in intracellular levels of SOCS3. We found a decrease in serum leptin and S100B protein in rats of LPS group. Protein expression of pro-inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α were changed in the hippocampus after ICV injection of LPS, with an increase in intracellular levels of IL-1 β and TNF-α decreased. GFAP had an increase in their immunocontent in hippocampus of rats treated, in contrast to the intracellular S100B levels were not significantly altered. The TNF-α serum levels were increased in response to induced neuroinflammation, in addition, rats receiving ICV injection of LPS showed greater weight loss compared to rats receiving vehicle only. Our data demonstrate that neuroinflammation is capable of modulating hippocampal and peripheral leptin response, thus contributing to a better understanding of the role of leptin signaling in the neuroinflammation and possibly in the neurodegenerative diseases.

A neuroinflamação tem sido demonstrada como um fator presente em diversas doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer e doença de Parkinson. O lipopolissacarídeo (LPS) é uma molécula constituinte da membrana de bactérias gram-negativas e, após a ligação desta molécula ao receptor TLR4 ocorre a ativação de diversas vias de sinalização as quais aumentam a produção e secreção de moléculas pró-inflamatórias. Devido a sua alta imunoatividade o LPS tem sido utilizado em modelos de inflamação in vivo e in vitro. O LPS também parece ser capaz de modular, através de uma inflamação sistêmica, a resposta da leptina. A leptina é um hormônio peptídico secretado principalmente pelo tecido adiposo, esta adipocina tem sua ação mediada pela ligação ao receptor ObR, o qual quando ativado pode induzir a ativação de diversas vias de sinalização, levando, por exemplo a produção de SOCS3, que age como um fator de regulação negativo da sinalização pelo ObR. A função mais conhecida e estudada da leptina é na regulação do controle alimentar, onde após a ingestão de alimentos a leptina age no hipotálamo sinalizando a sensação saciedade. Entretanto, já há evidências da presença de seu receptor em outras áreas cerebrais, como no hipocampo, onde esta adipocina pode ter um papel na regulação da memória e aprendizagem. Além disso, também tem sido implicada como neuroprotetora em doenças neurodegenerativas, como as doenças de Alzheimer e Parkinson, sendo a leptina capaz de melhorar tanto aspectos moleculares quanto comportamentais destas patologias. A leptina tem se mostrado importante na regulação da resposta imune, podendo servir como uma molécula de sinalização de uma inflamação sistêmica para o cérebro. A neuroinflamação tem sido implicada como um dos fatores que podem levar a resistência à leptina no hipotálamo. Tendo este hormônio ações distintas entre os tecidos, nós investigamos como a neuroinflamação induzida por injeção ICV de LPS poderia modular a resposta à leptina no hipocampo. Além disso, foram avaliados parâmetros inflamatórios centrais e periféricos e também a resposta astrocítica à neuroinflamação pela dosagem de proteínas características desse tipo celular, todos os parâmetros foram analisados após 48 horas da indução do modelo. Nosso estudo não encontrou diferença no imunoconteúdo da leptina no hipocampo, porém houve um aumento no conteúdo proteico do receptor ObR neste tecido nos ratos tratados e não ocorreu alteração significativa nos níveis intracelulares de SOCS3. Nós encontramos uma diminuição nos níveis séricos de leptina e da proteína S100B nos ratos do grupo LPS. A expressão proteica das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α foram alterados no hipocampo após a injeção ICV de LPS, tendo um aumento nos níveis intracelulares de IL-1 β e uma diminuição de TNF-α. A proteína glial fibrilar ácida (GFAP) teve um aumento em seu imunoconteúdo no hipocampo dos ratos tratados, em contrapartida os níveis de S100B intracelulares não foram alterados significativamente. Os níveis séricos de TNF-α tiveram um aumento em resposta à neuroinflamação induzida, além disso, os ratos que receberam injeção ICV de LPS mostraram uma maior perda de peso em relação aos ratos que receberam apenas veículo. Nossos dados mostram que a neuroinflamação é capaz de modular a resposta hipocampal e periférica de leptina, colaborando assim para uma melhor compreensão do papel da sinalização por leptina na neuroinflamação e possivelmente nas doenças neurodegenerativas. / Neuroinflammation has been established as a factor present in various neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's disease. LPS is a constituent molecule of the membrane of gram-negative bacteria and, after binding of this molecule in the TLR4 occurs activation of several signaling pathways which increase the production and secretion of pro-inflammatory molecules, due to their high immunoactivity LPS has been used in models of inflammation in vivo and in vitro. LPS also seems to be able to modulate, through a systemic inflammation, the response of leptin. Leptin is a peptide hormone secreted mainly by the adipose tissue, that adipokine has its action mediated by binding to the ObRb receptor which when activated can induce activation of several signaling pathways, leading to, for example, production of SOCS3 which acts as a negative feedback on ObRb. The most studied and known function of leptin is in the regulation of food control, where after the food intake leptin signaling in the hypothalamus acts feeling of hunger. However, there is evidence of the presence of its receptor in other brain regions such as hippocampus, where this may adipokine play a role in the regulation of memory and learning. Furthermore, as has also been implicated as neuroprotective in neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, and leptin can improve both molecular and behavioral aspects of these diseases. Leptin has been shown to be important in regulating the immune response, may serve as a signaling molecule to a systemic inflammation of the brain. The neuroinflammation has been implicated as a factor that can lead to leptin resistance in the hypothalamus. As this hormone have distinct actions between tissues, we investigated as a neuroinflammation induced by ICV injection of LPS could modulate the response to leptin in the hippocampus. In addition, we assessed the central and peripheral inflammatory parameters, and also the astrocytic response to neuroinflammation by measuring protein characteristics of this cell type, all parameters were analyzed after 48 hours of induction model. Our study found no difference in leptin immunocontent in the hippocampus, but there was an increase in the protein content of the ObR receptor in this tissue in the treated rats and no significant change in intracellular levels of SOCS3. We found a decrease in serum leptin and S100B protein in rats of LPS group. Protein expression of pro-inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α were changed in the hippocampus after ICV injection of LPS, with an increase in intracellular levels of IL-1 β and TNF-α decreased. GFAP had an increase in their immunocontent in hippocampus of rats treated, in contrast to the intracellular S100B levels were not significantly altered. The TNF-α serum levels were increased in response to induced neuroinflammation, in addition, rats receiving ICV injection of LPS showed greater weight loss compared to rats receiving vehicle only. Our data demonstrate that neuroinflammation is capable of modulating hippocampal and peripheral leptin response, thus contributing to a better understanding of the role of leptin signaling in the neuroinflammation and possibly in the neurodegenerative diseases.

A isquemia cerebral (IC) ainda é uma das principais causas de mortalidade e deficiência adquirida em humanos. A maioria dos sobreviventes necessita de assistência médica contínua, o que significa que é preciso investigar as vias que levam à reparação e à recuperação da função cerebral atingida. O conhecimento de mecanismos que atuam na fase de recuperação oferece uma maior janela temporal para atuação farmacológica. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o envolvimento das alterações do metabolismo energético, do sistema glutamatérgico e de parâmetros astrocitários após indução de isquemia focal permanente (FPI) in vivo. Ratos Wistar machos adultos (90 dias) foram divididos em dois grupos: Sham e Isquemia. A isquemia foi induzida por termocoagulação, enquanto os animais Sham foram submetidos apenas à craniotomia. Análises ex vivo foram realizadas em ambos os hemisférios cerebrais, separadamente. Após 2 dias, a isquemia aumentou a captação e a oxidação de glicose, glutamato e lactato no hemisfério ipsilateral à lesão. Tanto a captação de glutamato quanto a oxidação de lactato se mostraram aumentadas também no hemisfério contralateral no mesmo período, indicando que o lactato derivado do glutamato possa ser responsável por manter o metabolismo cerebral logo após FPI. A Análise da captação de [18F]FDG em microPET mostrou que, in vivo, a captação de glicose ipsilateral está prejudicada, sugerindo que a insuficiência de fluxo sanguíneo na região está por trás dessa alteração. A análise por Real Time PCRq mostrou que a expressão de mRNA dos transportadores GLAST e GLT-1 estava diminuída no hemisfério isquêmico. A expressão de GLT-1 também estava diminuída no hemisfério contralateral nos dois tempos analisados, indicando uma regulação diferente para esse transportador. O imunoconteúdo de GLAST mostrou diminuição contralateral, contribuindo para a hipótese de que a GFAP pode ser importante para reter esse transportador na membrana plasmática. Após 2 dias, foi observado um aumento de MCT4 contralateral, enquanto que o MCT2 encontrava-se diminuído. Os níveis proteicos de MCT4 continuaram elevados após 9 dias no hemisfério contralateral, com aumento também no ipsilateral, sugerindo que esse transportador tem um papel mais ativo a curto e a médio prazos após IC. A análise de parâmetros astrocitários por imunohistoquímica demonstrou reatividade na área de peri-infarto e um maior conteúdo de GFAP. O aumento do número de processos centrais primários é o maior responsável pela forma mais radial da astroglia reativa. Em conjunto, nossos resultados sugerem que o metabolismo energético possa estar regulado de forma a conter a expansão do insulto isquêmico e, assim, auxiliar a recuperação metabólica após indução de lesão isquêmica. Além disso, destacamos o envolvimento do lactato como um substrato energético essencial para recuperação do dano isquêmico e, também, para iniciar os mecanismos de compensação no hemisfério contralateral. / Cerebral ischemia (IC) is still a leading cause of death and acquired deficiency in humans. Most survivors need further medical care, which makes essential the investigation of mechanisms that lead to brain repair and recovery. Considering that knowledge of the mechanisms behind brain repair and recovery offers a greater time window for pharmacological manipulation of potential therapeutic targets, the aim of this work was to investigate the involvement of changes in the energy metabolism, glutamatergic system and astrocytic parameters in an animal model of focal permanent ischemia (FPI). Adult male Wistar rats (90 days) were divided in 2 groups: Sham and Ischemia. FPI was induced surgically by themocoagulation, while sham animals were only submitted to craniotomy. Ex vivo analyses were performed in both brain hemispheres separately. At 2 days post-FPI, brain ischemia significantly increased ipsilateral uptake and oxidation of glucose, glutamate and lactate. Interestingly, glutamate uptake and lactate oxidation were also contralateraly augmented, indicating that glutamate-derived lactate may be responsible for maintaining brain metabolism after focal ischemia. MicroPET evaluation showed that in vivo [18F]FDG uptake is impaired, indicating that blockage of cerebral blood flow may be the reason for diminished uptake when compared to the ex vivo analyses. RT-PCRq analysis showed that mRNA expression of glutamate transporters GLAST and GLT-1 was reduced in the ischemic hemisphere. The expression of GLT-1 was also reduced in the contralateral hemisphere in both time points analyzed, indicating a different regulation for this transporter. GLAST immunocontent by western blot showed a contralateral decrease 9 days after FPI, contributing to the possibility that GFAP can be important to retain this transporter in the plasma membrane. We also observed an increase in MCT4 protein levels in the contralateral hemisphere, while MCT2 was decreased, 2 days following FPI. MCT4 levels were still elevated at 9 days, also showing ipsilateral increase, suggesting that this transporter has a more active role in both short and medium term after IC. The analysis on astrocytic parameters presented greater reactivity in the peri-infarct area and a higher content of GFAP in the areas analyzed. Morphological changes, especially due to increased number of primary central processes, are responsible for most radially reactive astroglia. Together, our results suggest that energy metabolism may be regulated to contain the expansion of the ischemic insult and thus help the metabolic recovery after ischemic injury. In addition, we point out the involvement of lactate as an essential energy substrate for the recovery of ischemic damage, and also to start the compensation mechanisms in the contralateral hemisphere.

Orientador : Valeria Valente / Banca: Cleslei Fernando Zanelli / Banca: Ana Lúcia Fachin Saltoratto / Resumo: Os tumores cerebrais primários mais comuns são denominados gliomas. Eles são definidos patologicamente pela presença de características histológicas e imuno-histoquímicas que evidenciam diferenciação glial. De acordo com a suposta linhagem de origem, eles são classificados como astrocitomas, oligodendrogliomas ou ependimomas. Dentre eles, os astrocitomas são os mais comuns e agressivos. O tratamento atualmente utilizado inclui remoção cirúrgica seguida de quimioterapia com temozolamida (TMZ) e radioterapia, porém sua eficácia é muito baixa devido à alta resistência das células tumorais. Buscando encontrar genes associados com a elevada resistência dos astrocitomas, realizamos um estudo anterior de expressão gênica diferencial utilizando uma coleção de genes de reparo de DNA. Nesta análise foram identificados sete genes significantemente superexpressos em glioblastoma multiforme (GBM), o tipo mais agressivo de astrocitoma. Estes genes são: APEX1, BRCA2, BRIP1, EXO1, NEIL3, RAD54L e XRCC2. Através de RT-PCR quantitativo, avaliamos os níveis de expressão destes genes em um painel expandido de 54 casos clínicos de astrocitomas de diferentes graus de malignidade e em 5 linhagens celulares de GBM. Todos os genes analisados mostraram-se mais expressos nos astrocitomas, com exceção de RAD54L em amostras de astrocitoma de grau II. Além disso, a superexpressão dos 7 genes avaliada isoladamente não exerce influência direta na sobrevida dos pacientes. Evidenciou-se ainda a superexpressão mais acentuada de EXO1 e NEIL3, que foram selecionados para realização de ensaios funcionais de silenciamento, e avaliação do ciclo celular e taxas de apoptose/morte efetiva das células. Estes ensaios foram realizados com as linhagens celulares T98G e U138MG, que apresentaram maiores níveis de expressão destes genes. Nos ensaios funcionais, observamos que o silenciamento... / Abstract: Gliomas are the most common type of primary brain cancers. They are pathologically defined by the presence of histological and immunehistochemical characteristics that evidence glial differentiation. According to the hypothetical cell of origin they are classified in: astrocytomas, oligodendrogliomas and ependimomas. Among them, astrocytomas are the more common and aggressive type. The treatment currently used for GBM includes surgical resection of tumor followed by chemotherapy with temozolamide (TMZ) and radiotherapy, but this protocol is still insufficient due to the high resistance of cancer cells. Searching for repair genes associated with the high resistance of astrocytomas, we developed a previous study of differential gene expression using a collection of DNA repair genes. In this analysis, we identified seven genes significantly overexpressed in glioblastoma multiforme (GBM), namely: APEX1, BRCA2, BRIP1, EXO1, NEIL3, RAD54L and XRCC2. Using quantitative RT-PCR, we evaluated the expression of these genes in an expanded panel of samples with 54 clinical cases of different grade astrocytomas and five GBM cell lines. All genes showed expression significantly higher in astrocytomas, except RAD54L in grade II astrocytomas. Moreover, the overexpression of this 7 genes evaluated individually doesn't exert direct influence upon patient's survival rate. Remarkably, EXO1 and NEIL3 showed the higher fold changes and were chosen for functional silencing assays. This experiments were performed with T98G and U138MG cell lines that showed the higher expression levels among the GBM cell lines analyzed. In the functional assays, we observed that the silencing of EXO1 or NEIL3 doesn't induce changes in the apoptosis and cell death rates and doesn't change the distribution of cells in cycle. Beyond this, the silencing of this two genes doesn't sentisizes cells to ionizing radiation. / Mestre

A hiperamonemia é observada tanto em doenças hepáticas quanto em erros inatos do metabolismo. A amônia em altas concentrações atravessa a barreira hematoencefálica e é tida como uma das principais causas para o desenvolvimento das alterações neuropsiquiátricas observadas na Encefalopatia Hepática (HE). Os prejuízos moleculares e fisiológicos causados por este íon são observados principalmente nas células astrocíticas às quais apresentam alterações na atividade de uma série de proteínas e enzimas clássicas de sua função. Entre elas destaca-se a proteína S100B, principalmente expressa e secretada por estas células e muito usada como marcadora de dano cerebral. Um aumento nas concentrações de S100B no soro tem sido observado em pacientes e modelos animais com HE, porém pouco foi visto sobre a indução na secreção da S100B provocado por altas concentrações de amônia no cérebro. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a secreção desta proteína em uma situação de hiperamonemia ex vivo, em fatias hipocampais e corticais, assim como in vivo em ratos hiperamonêmicos por indução com urease. Além disso, foi realizado a análise de outras funções astrocíticas, ainda controversas na literatura, e pouco analisadas na região hipocampal. A exposição à amônia induziu uma redução no conteúdo extracelular de S100B em fatias de hipocampo, porém não induziu alteração nas fatias de córtex cerebral. No entanto, um aumento na concentração de S100B foi observado no líquor, sem alteração no soro dos ratos com hiperamonemia. O hipocampo se mostrou uma região altamente susceptível aos efeitos da amônia, com redução na captação de glutamato, no conteúdo de GSH e sem alteração na atividade da glutamina sintetase. Além disso, o conteúdo de GFAP está aumentado nos ratos hiperamonêmicos evidenciando uma astrogliose na região hipocampal, o que pode estar contribuindo para patogênese de HE. / Ammonia serum concentration is commonly raised in liver diseases and in inborn errors of urea cycle. High ammonia levels cross the blood brain barrier and is considered one of the main causes for the development of Hepatic Encephalopathy (HE), a neuropsychiatric disease. The molecular and physiological damages are observed mainly in astrocyte cells which present alterations in the activity of a number of proteins and enzymes of their classic function. Among these, stands out the S100B protein, mainly expressed and secreted by these cells and used extensively as a marker of cerebral damage. An increase in S100B serum has been observed in animal models and patients with HE. However, it is not known if ammonia can directly induce S100B secretion in the brain. In this study, we evaluated the secretion of this protein in hyperammonemia condition ex vivo, in hippocampal and cortical slices, and in vivo, in urease treated rats. We also analyzed other astrocyte functions, which are still controversial in the literature and little examined in the hippocampus. We found a reduction in the extracellular S100B content in hippocampal slices exposed to ammonia, but no change was observed in cortical slices. However, an increase in cerebrospinal fluid (CSF) S100B level was found, with no change in serum level of this protein in hyperammonemic rats. The hippocampus revealed a very susceptible area to the ammonia effects, with a reduction in glutamate uptake as in glutathione (GSH) content and no change in glutamine synthetase activity. Moreover, GFAP content was increased in hippocampus of hyperammonemic rats indicating an astrogliosis, which may contribute to pathogenesis of HE.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:44:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fundo de Auxílio aos Docentes e Alunos (FADA) / Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (Pronex) / Objetivos: A nestina, uma proteína do filamento intermediário, pode ser usada como um indicador de imaturidade celular. Nas células já diferenciadas, essa proteína é substituída por outro tipo de filamento intermediário, específico do referido tecido. Porém, sua reexpressão pode ser induzida em condições regenerativas e/ou degenerativas. Assim, na tentativa de elucidar as alterações plásticas após um dano cerebral provocado pelo status epilepticus (SE) induzido pela pilocarpina em ratos, nossos objetivos foram: Ia) Estudar a expressão fisiológica normal da nestina no hipocampo e no córtex de ratos normais desde PN9 até a fase adulta (PN90); Ib) Avaliar as alterações da expressão da nestina no hipocampo e no córtex de ratos submetidos a três episódios de SE, induzidos pela pilocarpina, em PN7 PN8 e PN9. Esses animais foram estudados desde PN9 até PN90; 11) Estudar a expressão temporal e espacial da nestina no hipocampo de ratos adultos submetidos ao modelo da pilocarpina (fases aguda, silenciosa e crônica); 111) Avaliar a expressão da nestina no hipocampo de ratos idosos normais e em ratos idosos com epilepsia. Esses animais foram submetidos ao modelo da pilocarpina na fase adulta e seus cérebros foram estudados ao completarem dois anos de idade. Métodos: Indução do SE pela injeção de pilocarpina (ip); a expressão da nestina foi estudada por imuno-histoquímica. Resultados: No período pós-natal precoce, a expressão fisiológica da nestina foi intensamente visualizada nas glias radiais corticais, nas fibras hipocampais e nos vasos sanguíneos, desaparecendo nos animais adultos. Os animais submetidos ao SE em PN7-9, apresentaram aumento na expressão e atraso no desaparecimento da nestina, tanto nas glias radiais como nos vasos sanguíneos, em relação aos seus respectivos controles. Glias radiais corticais foram ainda encontradas nos ratos experimentais em PN21, enquanto que durante o desenvolvimento fisiológico normal elas já não estão mais presentes nessa idade. Quanto à distribuição temporal e espacial da nestina nos astrócitos reativos hipocampais de ratos adultos, submetidos ao modelo da pilocarpina, não encontramos a expressão dessa proteína nos animais dos grupos controle e agudo. Em contraste, os ratos...(au). / Purpose: Nestin is an intermediate filament component protein and can be used as an indicator of cellular immaturity. In the adult differentiated cell, nestin is replaced for other intermediate filament protein specific of the referred tissue. However, nestin re-expression can be induced by regenerative and/or degenerative conditions. In this way, in order to try to elucidate the plastic alterations followed by brain damage provoked by status epilepticus (SE) induced by pilocarpine in rats, the present work has the following purposes: Ia) Evaluate the physiological hippocampal and cortical nestin expression in rats from P9 to adulthood (P90); Ib) Evaluate hippocampal and cortical alterations of nestin expression in rats submitted to three episodes of SE induced by pilocarpine (P7,P8,P9). These animals were studied from P9 to P90; II) Evaluate the hippocampal temporal and spatial nestin expression of the adult rats submitted to the pilocarpine model of epilepsy (acute, silent and chronic phases); III) Evaluate the hippocampal nestin expression in aged normal rats and in aged rats with epilepsy. The aged chronic rats were submitted to the pilocarpine SE when young adults and they were studied with two years old. Methods: The SE was induced by pilocarpine injection (ip) and nestin expression was studied by immunohistochemistry. Results: Nestin expression was found in cortical radial glia, hippocampal fibers and blood vessels during early postnatal development, disappearing in the adulthood. Rats submitted to pilocarpine SE (P7-P9) showed a delayed nestin down-regulation in the cortical radial glia as well as in the blood vessels, when compared to their controls. We still found cortical radial glia in the experimental rats of P21 group, however they are not found anymore under normal physiological conditions at this age. Referring to the hippocampal reactive astrocytes expressing nestin in the adult rats submitted to the pilocarpine model, we did not detect nestin expression in the rats of the control and acute groups. In other hand, the animals of the silent group presented intense nestin expression 3 and 7 days after SE. Interestingly, still in the silent phase, we did not find any nestin expression 14 days after SE. However, in the 65 chronic phase of the model, the reactive astrocytes expressing nestin are again observed and they were sparsely distributed for all the hippocampal formation. The aged rats of the control group did not present nestin expression. However, aged chronic rats presenting long term epilepsy showed the same pattern of nestin immunoreactivity as observed in the chronic adult rats. Conclusions: This work showed that physiological nestin expression during early postnatal development to adulthood. Nestin immunoreactivity was intense in the cortical radial glia, hippocampal fibers and blood vessels during the early postnatal development disapearing in adulthood. Our data shoed that nestin expression was delayed in the rats submitted to SE (P7-9), suggesting a normal development impairment. We still found cortical radial glia in P21 in the experimental animals, suggesting a retardation of nestin down-regulation. The adult rats of the silent phase of the pilocarpine model presented transient nestin expression in the reactive astrocytes. However, reactive astrocytes expressing nestin were still found in the chronic phase of the model. These data suggest that nestin plays a role in the plastic events in the adult tissue after brain damage. The normal aging did not induce nestin re-expression. However, aged rats have the potential to re-express a developmental protein of immature cell, since the chronic aged rats in this study presented hippocampal reactive astrocytes. In this way, the knowledge of a temporal window of proteins such as nestin, with multi-potential and regenerative potential, allows advances in neurobiology understanding and contributes to the progress of cellular therapy in neurological diseases. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O diabetes mellitus tipo 1 (DMT1) está associado a disfunções neurocognitivas e à astrogliose. Por outro lado, o exercício físico é capaz de prevenir danos cognitivos e de induzir importantes modificações no sistema nervoso central. Assim, o objetivo de nosso estudo foi investigar o efeito do exercício físico em esteira sobre a memória espacial e sobre a resposta de astrócitos no hipocampo de um modelo de DMT1. Cinqüenta e sete animais foram divididos em quatro grupos: controle treinado (TC) (n=15), controle não-treinado (NTC) (n=13), diabético treinado (TD) (n=14) e diabético não-treinado (NTD) (n=15). Um mês após a indução do diabetes pela estreptozotocina, os grupos treinados foram submetidos a cinco semanas de exercício físico, e então, todos os grupos foram avaliados na tarefa de reconhecimento do objeto reposicionado. A atividade locomotora foi avaliada em campo aberto e analisada pelo programa Anymaze. As expressões da proteína fibrilar glial ácida no hipocampo (GFAP) e da proteína S100B no hipocampo e no líquido cérebro-espinal foram mensuradas através do método de ELISA, e a imunorreatividade para GFAP hipocampal avaliada por imunoistoquímica associada à densitometria. Nossos resultados demonstraram que o exercício físico preveniu e/ou reverteu danos na memória espacial observado nos animais do grupo NTD. Diminuição na atividade locomotora foi observada em ambos os grupos NTD e TD quando comparado aos controles. As análises por ELISA e por imunoistoquímica mostraram que o os animais NTD apresentaram uma redução nos níveis de GFAP no hipocampo. Aumento nos níveis de S100B no líquido cérebroespinal foi observado no grupo NTD quando comparada a todos os demais, indicando que o exercício físico evitou essas alterações. Desse modo, nossos achados indicaram que o exercício físico evitou os déficits cognitivos e as alterações nos astrócitos induzidas pelo DMT1. / Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is associated with neurocognitive dysfunction and astrogliosis. Physical exercise prevents cognitive impairments and induces important brain modifications. Thus, the aim of our study was to investigate the effect of treadmill exercise on spatial memory and astrocytic function in the hippocampus of a T1DM model. Fifty-seven Wistar rats were divided into four groups: trained control (TC) (n=15), non-trained control (NTC) (n=13), trained diabetic (TD) (n= 14) and nontrained diabetic (NTD) (n=15). One month after streptozotocin-induced diabetes, exercise groups were submitted to five weeks of physical training, and then, all groups were assessed in the novel object-placement recognition task. Locomotor activity was analyzed in the open field apparatus using Any-maze software. The expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and S100B in hippocampus and cerebrospinal fluid were measured using ELISA assay, and hippocampal GFAP immunoreactivity was evaluated by means of immunohistochemistry and optical densitometry. The results showed that physical exercise prevents and/or reverts spatial memory impairments observed in NTD animals (P<0.01). Decreased locomotor activity was observed in both the NTD and TD groups when compared with controls (P<0.05). ELISA and immunohistochemistry analyzes showed there was a reduction in GFAP levels in the hippocampus of NTD animals, which was not found in TD group. ELISA also showed an increase in S100B levels in the cerebrospinal fluid from the NTD group (P<0.01) and no such increase was found in the TD group. Our findings indicate that physical exercise prevents and/or reverts the cognitive deficits and astroglial alterations induced by T1DM.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:33:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223924.pdf: 1758222 bytes, checksum: ed30108c6dc3035c99570a4c4cf9dfb3 (MD5) / Efeito do Chumbo na modulação de proteínas da família das MAPKs, Akt, Hsp27 e Hsp70 em cultura de células de glioma C6 de rato, bem como análise comparativa da viabilidade de linhagem tumoral C6, U373 e cultura primária de astrócitos frente à exposição a este metal.