The Autistic Spectrum Disorder (ASD) is a neuropsychiatric disorder developed in early childhood, characterized by severe and pervasive impairment in the domains of development areas relevant to social interaction, communication, behavior and interests. It has an estimated global prevalence of 0.62% and its dianóstico remains exclusively based on clinical observation, without yet no supplementary exam available to support it. In recent years, environmental interferences have been identified as possible causes for the development of ASD since clinical evidence demonstrating a correlation between the disorder and the incidence of maternal infections or autoimmune diseases in the perinatal period. Animal models of autism using prenatal infections point to the importance of immune activation in the developing brain. Rats exposed to lipopolysaccharide (LPS) in the prenatal period have reduced play behavior and decreased social interaction when youth and adults. The aim of this study was to investigate the inflammatory response in the offspring of rats submitted to an animal model of autism induced by LPS in the prenatal period, where pregnant females were given LPS intraperitoneally at a dose of 100 mg / kg to 9.5 days of gestation. The results showed that prenatal exposure to LPS was able to induce autistic behavior in offspring, altering the permeability of brain barrier, elevate the levels of cytokines in brain structure, and increase the levels of malondialdehyde and decrease antioxidant defenses. Taken together, these results suggest that prenatal insult is able to interfere in the development and activity of the nervous system of the pups in the long term, producing behavioral and neurochemical changes similar to those found in ASD. / Submitted by Alexandre Pedron Martins (alexandre.martins8@unisul.br) on 2017-05-05T17:47:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 1023987 bytes, checksum: 0aa777e36de7e9ff9d95dc666db82b98 (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 618093 bytes, checksum: ab6876dde5e2b6b8ef61344b1f00ec47 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Pedron Martins (alexandre.martins8@unisul.br) on 2017-05-05T17:48:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 1023987 bytes, checksum: 0aa777e36de7e9ff9d95dc666db82b98 (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 618093 bytes, checksum: ab6876dde5e2b6b8ef61344b1f00ec47 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T17:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 1023987 bytes, checksum: 0aa777e36de7e9ff9d95dc666db82b98 (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Evandro da Cruz Cittadin Soares.pdf: 618093 bytes, checksum: ab6876dde5e2b6b8ef61344b1f00ec47 (MD5) Previous issue date: 2014-11-24 / O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um transtorno neuropsiquiátrico desenvolvido na infância precoce caracterizado pelo prejuízo severo e invasivo de domínios nas áreas do desenvolvimento pertinentes à interação social, comunicação, comportamento e interesse. Possui uma prevalência global estimada de 0,62% e seu diagnóstico permanece baseado exclusivamente na observação clínica, não havendo até o momento nenhum exame complementar disponível para apoiá-lo. Nos últimos anos, interferências ambientais têm sido apontadas como possíveis causas para o desenvolvimento do TEA, uma vez que evidências clínicas demonstraram correlação entre o transtorno e a ocorrência de infecções maternas ou doenças autoimunes no período perinatal. Modelos animais de autismo utilizando infecções pré-natais apontam para a importância da ativação imunológica no encéfalo em desenvolvimento. Ratos expostos ao lipopolissacarídeo (LPS) em período pré-natal apresentaram redução no comportamento de brincar e a diminuição da interação social quando jovens e adultos. O objetivo deste estudo foi investigar a resposta inflamatória na prole de ratos submetidos ao modelo animal de autismo induzido por LPS no período pré-natal, em que fêmeas prenhes receberam LPS por via intraperitoneal na dose de 100 μg/kg aos 9,5 dias gestacionais. Os resultados mostraram que a exposição pré-natal ao LPS foi capaz induzir o comportamento autista na prole, alterar a permeabilidade da barreira encefálica, elevar os níveis de citocinas em estruturas encefálicas, além de aumentar os níveis de malondialdeído e diminuir as defesas antioxidantes. O conjunto desses resultados sugere que há um insulto pré-natal é capaz de interferir no desenvolvimento e na atividade do sistema nervoso dos filhotes em longo prazo, produzindo alterações comportamentais e neuroquímicas semelhantes àquelas encontradas no TEA.

O Diabetes mellitus (DM) é uma desordem metabólica caracterizada principalmente por hiperglicemia crônica. Durante o DM, a atenção está voltada principalmente para doenças que afetam sistemas periféricos, contudo, as complicações do DM podem resultar em danos ao sistema nervoso central (SNC), podendo levar a prejuízos cognitivos. Em vista disso, o objetivo desta tese foi investigar alterações no SNC, particularmente relacionadas às funções astrocitárias e do funcionamento das barreiras encefálicas em modelo animal de DM baseando-se nas alterações periféricas. Além disso, foi analisado o efeito da exendina-4 (EX-4), um agonista dos receptores do peptídeo semelhante ao glucagon (GLP-1), em reverter os parâmetros avaliados. Os resultados observados mostraram prejuízos periféricos e no SNC decorrentes do DM. O DM foi responsável pela excessiva produção de AGEs e alterações em parâmetros periféricos como peso corporal, glicemia, hemoglobina glicada (HbA1c) e peptídeo C. Ao analisar o SNC, observamos prejuízo nas funções cognitivas, em parâmetros astrocitários, disfunções nas barreiras encefálicas e diminuição do conteúdo da subunidade GluN1 do receptor N-metil D-Aspartato (NMDA). O tratamento com EX-4 reverteu o prejuízo cognitivo, o dano nas barreiras encefálicas, a captação de glutamato e o conteúdo de GluN1. No entanto, a EX-4 não teve efeito sobre a glicemia e formação de AGEs. O dano em funções astrocitárias e nas barreiras encefálicas observado no DM pode ser decorrente da ativação de vias de sinalização desencadeadas pelos elevados níveis de AGEs. Da mesma maneira, o prejuízo no comportamento cognitivo provavelmente possa ser atribuído aos danos astrocitários e nas barreiras encefálicas observados no DM. O efeito da EX-4 na melhora cognitiva possivelmente seja devido aos seus efeitos na captação de glutamato, no conteúdo de GluN1 e na recuperação das barreiras do encéfalo. Ainda, os papéis já estabelecidos da EX-4 na ativação de vias de sinalização relacionadas com a aprendizagem e memória e na diminuição da expressão de mediadores inflamatórios, podem ter atenuado os danos causados pela hiperglicemia e pelo acúmulo de AGEs. No entanto, mais estudos são necessários para estabelecer o mecanismo de ação da EX-4 na recuperação dos danos causados pelo DM no SNC. / Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disorder characterized primarily by chronic hyperglycemia. During the DM, attention is mainly focused on diseases affecting peripheral systems. However, DM complications may result in damage to the central nervous system (CNS), leading to cognitive impairments. In view of this, the aim of this thesis was to investigate changes in the CNS, particularly related to astrocytic functions and the functioning of the brain barriers in animal model of DM relying on the peripheral changes and to analyze the effect of exendin-4 (EX-4), an agonist of glucagon like peptide-1 (GLP-1) receptors, in reversing the parameters evaluated. The observed results showed peripheral and CNS damage resulting from DM. The DM was responsible for the excessive production of AGEs and changes in peripheral parameters such as body weight, blood glucose, glycated hemoglobin (HbA1c) and C-peptide When assessing the CNS, we observed impairment in cognitive functions, astrocytic parameters, dysfunctions in the brain barriers and decrease in N-methyl-D-aspartate (NMDA) GluN1 subunit content. Treatment with EX-4 reversed the cognitive impairment, damage in brain barriers, glutamate uptake and GluN1 content. However, the EX-4 had no effect in the glycemia and ADEs formation. The loss of astrocytic and brain barriers functions observed in DM may be due to the activation of signalling pathways triggered by high levels of AGEs. In addition, impairment in cognitive behavior can probably be attributed to astrocyte and brain barriers damage observed in DM. The effect of EX-4 on the cognitive improvement possibly be due to its effects on glutamate uptake, in the GluN1 content and in the recovery of the brain barriers. In addition, the EX-4 established roles in the activation of signalling pathways associated with learning and memory and in the decrease expression of inflammatory mediators, can attenuate the damage caused by hyperglycemia and by accumulation of AGE. However, further studies are needed to establish the mechanism of EX-4 action in the recovery of damage caused by DM in CNS.

O glioblastoma multiforme (GBM) é uma doença grave e sem tratamento eficaz, especialmente pelos agentes terapêuticos disponíveis causarem reações adversas importantes nas doses terapêuticas. O metotrexato (MTX) é um fármaco citotóxico utilizado para tratar diversas neoplasias, no entanto, sua utilização é limitada pela baixa biodisponibilidade e reações adversas. A nanotecnologia tem sido utilizada para aumentar a eficácia dos medicamentos antitumorais, com o intuito de direcioná-los para o sítio de ação e reduzir os efeitos adversos. Nesse sentido, realizamos ensaios com nanocápsulas lipídicas de MTX (LNC MTX) para avaliar os mecanismos de captação em linhagens celulares de glioblastoma e micróglia, além investigar a eficácia terapêutica da LNC MTX em ensaios in vitro e in vivo. Inicialmente, ensaios de microscopia de fluorescência, empregando bloqueadores farmacológicos específicos para transportes de membrana, mostraram que as LNC MTX marcadas com Rodamina B penetram em células tumorais GL261 por endocitose, dependente de caveolinas, e em células de micróglia da linhagem BV2 por fagocitose e macropinocitose. Os tratamentos com LNC MTX ou solução de MTX (em concentrações correspondentes) em células GL261 inibiram a proliferação; aumentaram a fragmentação de DNA, mas, somente as LNC induziram a morte celular por necrose e diminuíram o número de células na fase G1/G0 do ciclo celular. Na linhagem celular BV2, os tratamentos com LNC MTX ou solução de MTX inibiram a proliferação, reduziram a quantidade de células na fase G1/G0 do ciclo celular, aumentaram a fragmentação de DNA e induziram morte celular por apoptose e apoptose tardia. Os ensaios in vivo de microscopia intravital mostraram que a LNC MTX atravessa a barreira Hematoencefálica (BHE) de camundongos fêmea C57Bl/6 após administração intravenosa ou oral, sem danificar a sua estrutura. O tamanho do glioblastoma in vivo foi reduzido em animais tratados com LNC MTX por via oral em relação aos animais tratados com salina. Esta redução não foi detectada em animais tratados com solução de MTX. Em conjunto, os dados obtidos mostram que a LNC MTX penetram em células de glioma e da glia e causam toxicidade, atravessam a BHE in vivo e sugerem que a nanoencapsulação do MTX pode ser uma estratégia importante para o tratamento do glioblastoma. / Glioblastoma multiforme (GBM) is a serious disease and no effective treatment is availabe, especially because the drugs cause significant adverse reactions in therapeutic doses. Methotrexate (MTX) is a cytotoxic drug used to treat many neoplasms, however, their use is limited by the low bioavailability and adverse reactions. Nanotechnology has been used to increase the effectiveness of antitumor drugs in order to direct them to the site of action and to reduce adverse effects. Accordingly, we carried out an experimental approach with MTX lipid nanocapsules (MTX LNC) to evaluate the uptake mechanisms in glioblastoma and microglia cell lines, and the therapeutic efficacy of MTX LNC in vitro and in vivo systems. Initially, fluorescence microscopy assays employing specific pharmacological blockers for membrane transport showed that the MTX LNC stained with Rhodamine B penetrated into GL261 tumor cells by caveolae-mediated endocytosis, and in BV2 microglia cells by phagocytosis and macropinocytosis. Treatment with MTX solution or MTX LNC (at corresponding concentrations) on GL261 cells inhibited the proliferation; increased DNA fragmentation, but only the LNC induced cell death by necrosis and decreased the number of cells in the G1/G0 phase of the cell cycle. In BV2 cells, treatment with MTX solution or MTX LNC inhibited proliferation, reduced number of cells in the G1/G0 phase of the cell cycle, increased DNA fragmentation and cell death, induced by apoptosis and late apoptosis. Intravital microscopy study showed that the MTX LNC across the Blood-Brain Barrier (BBB) of C57BL/6 female mice after intravenous or oral administrations, without damaging its structure. The area of glioblastoma in vivo was reduced in animals oral treated with MTX LNC comparing to saline treated mice. This reduction was not observed in animals treated with MTX solution. Together, the data herein obtained show that MTX LNC penetrate the cell membrane and cause cell toxicity on glioma and neurons lineage, cross the BBB and suggest that the nanoencapsulation of MTX can be an important strategy for the treatment of glioblastoma.

Sepse e suas complicações (sepse grave e choque séptico) ainda são a principal causa de morte nas unidades de terapia intensiva em todo o mundo. Estudos clínicos e experimentais têm demonstrado que na fase inicial da sepse a concentração plasmática de arginina vasopressina (AVP) está elevada. No entanto, durante o processo fisiopatológico os níveis plasmáticos da mesma permanecem inadequadamente baixos, apesar de haver hipotensão persistente. Uma das hipóteses sugeridas para essa deficiência relativa de AVP é a apoptose de neurônios vasopressinérgicos. Nosso objetivo foi identificar elementos envolvidos na morte celular hipotalâmica, além de avaliar o comportamento de células gliais e da barreira hematoencefálica (BHE) durante a sepse. Ratos Wistar foram submetidos à sepse por ligadura e punção cecal (CLP) ou não manipulados (naive) como controle e então divididos em dois grupos. No primeiro, foram perfundidos e os cérebros coletados para imunohistoquímica. Outro grupo foi decapitado para a retirada de sangue para dosagem de interferon- gama (IFN-?) e encéfalo para análise da expressão de proteínas no hipotálamo ou nos núcleos supraópticos (SON) e paraventriculares (PVN). Um terceiro foi separado para investigação da permeabilidade da BHE. Apesar de aumento da imunomarcação de CD8 e MHC-I no SON dos animais sépticos, não encontramos indícios de morte celular mediada por células imunes. No SON e PVN de animais sépticos, a expressão de fatores envolvidos na ativação da via extrínseca de apoptose (tBID, caspase-8 clivada) se manteve inalterada, enquanto fatores anti-apoptóticos relacionados à via intrínseca (BCL-2, BCL-xL) estavam diminuídos no hipotálamo. No SON destes animais a micróglia assumiu uma morfologia associada à sua ativação, concomitante com o aumento plasmático de IFN-?. Houve rompimento transitório da BHE no hipotálamo após 6 horas do CLP. Os resultados indicam que a via intrínseca de apoptose parece ser a responsável pela morte celular que é observada nos núcleos vasopressinérgicos e essa condição está temporalmente associada à ativação microglial e rompimento da BHE / Sepsis and its complications (severe sepsis and septic shock) remain as the main cause of death in intensive care units worldwide. Clinical and experimental studies have shown that in the early phase of sepsis the plasma concentration of arginine vasopressin (AVP) is increased. However, during the pathophysiological process the plasma levels remain inadequately low, despite of persistent hypotension. One of the hypothesis suggested for this relative deficiency is the apoptosis of vasopressinergic neurons. Our objective was to identify elements involved in the hypothalamic cellular death and evaluate the modifications of glial cells and blood-brain-barrier (BBB) during sepsis. Wistar rats were submitted to sepsis by cecal ligation and puncture (CLP) or non-manipulated (naïve), as control and then divided in two groups. In the first one, they were perfused and brains were collected for immunohistochemistry. In another one they were decapitated for blood collection and further plasma interferongama (IFN-?) analysis by ELISA. Brain was also collected for apoptosis-related proteins expression analysis in the hypothalamus or in the supraoptic (SON) and paraventricular (PVN) nuclei. A third set was separated for the investigation of BBB permeability. Despite of increased immunostaining for CD8 and MHC-I in the SON of septic animals, we did not find evidence of cell death mediated by immune cells. In the SON and PVN of septic animals, the expression of proteins involved in the activation of the extrinsic apoptosis pathway (tBID, cleaved caspase-8) was not altered, whereas anti-apoptotic factors related to the intrinsic pathway (BCL-2, BCLxL) were decreased. In the SON of these animals, microglia assumed a morphology related to its activation, associated with the increase of plasma IFN-?. There was a transitory breakdown of BBB in hypothalamus after 6 hours following CLP. The results indicate that the intrinsic apoptosis pathway seems to be responsible for the cell death observed in vasopressinergic nuclei and this condition is temporally associated with microglial activation and BBB leaking

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / A meningite bacteriana é uma inflamação das meninges, podendo ser ocasionada pela bactéria Streptococcus pneumoniae que provoca uma intensa resposta imunológica no hospedeiro. Apesar dos avanços, esta doença ainda representa uma grande taxa de mortalidade e de morbidade no mundo inteiro. Os processos inflamatórios ativados durante a meningite pneumocócica aumentam a produção de citocinas e quimiocinas provocando uma cascata de mediadores inflamatórios, bem como a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), culminando na produção aumentada (e deposição) de proteínas amiloides. O aumento da produção e deposição do peptídeo β-amiloide, proporciona locais de ligação adicionais para receptor de produtos finais da glicação avançada (RAGE) nos neurônios e microglia. A interação do receptor RAGE com seu ligante (β-amiloide, por exemplo) é capaz de estimular múltiplas vias de sinalização intracelular, incluindo a ativação e a translocação para o núcleo do fator de transcrição NF-κB, que leva à produção de citocinas, quimiocinas, moléculas pró-inflamatórias, moléculas de adesão e indiretamente o estresse oxidativo. Isso pode levar a lesões neuronais causando prejuízo de memória e aprendizagem, bem como prejuízo a integridade da Barreira Hematoencefálica (BHE). Estratégias terapêuticas sugerem que RAGE é um importante alvo para o tratamento de doenças inflamatórias, visto que a inflamação aumenta a síntese de β-amiloide e regula positivamente RAGE, e a ativação dessa via induz disfunção cognitiva em longo prazo por apoptose neuronal. Recentes estudos sugerem que a inflamação no Sistema Nervoso Central (SNC) pode desempenhar um papel fundamental para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Portanto o objetivo deste trabalho foi determinar se a ativação da via β-amiloide-RAGE está associada à disfunção cognitiva em longo prazo em sobreviventes de meningite e se a modulação da inflamação com um inibidor específico de RAGE, o FPS-ZM1 iria melhorar esses efeitos. Em modelo experimental de meningite pneumocócica, foi avaliado a produção de citocinas: Fator de Necrose Tumoral α (TNF-α), interleucina 1β (IL-1β), e Interleucina 6 (IL6); RAGE e proteína do grupo 1 de alta mobilidade (HMGB1); integridade da BHE no hipocampo e no córtex pré-frontal; e também dano na memória de habituação e reconhecimento de objetos novos de ratos Wistar adultos 10 dias após o tratamento com FPS-ZM1. Nos testes a inibição do RAGE com o FPS-ZM1 preveniu a produção destas citocinas no córtex pré-frontal, diminuiu a quebra da BHE em 12, 18 e 24h tanto no hipocampo quanto no córtex, e diminuiu dano cognitivo 10 dias após a indução. Demonstrando um papel importante do RAGE na meningite causada pelo S. pneumoniae, tornando o FPS-ZM1 um possível tratamento adjuvante para esta doença, podendo prevenir danos neurológicos de longo prazo como apresentados na Doença de Alzheimer.

O Diabetes mellitus (DM) é uma desordem metabólica caracterizada principalmente por hiperglicemia crônica. Durante o DM, a atenção está voltada principalmente para doenças que afetam sistemas periféricos, contudo, as complicações do DM podem resultar em danos ao sistema nervoso central (SNC), podendo levar a prejuízos cognitivos. Em vista disso, o objetivo desta tese foi investigar alterações no SNC, particularmente relacionadas às funções astrocitárias e do funcionamento das barreiras encefálicas em modelo animal de DM baseando-se nas alterações periféricas. Além disso, foi analisado o efeito da exendina-4 (EX-4), um agonista dos receptores do peptídeo semelhante ao glucagon (GLP-1), em reverter os parâmetros avaliados. Os resultados observados mostraram prejuízos periféricos e no SNC decorrentes do DM. O DM foi responsável pela excessiva produção de AGEs e alterações em parâmetros periféricos como peso corporal, glicemia, hemoglobina glicada (HbA1c) e peptídeo C. Ao analisar o SNC, observamos prejuízo nas funções cognitivas, em parâmetros astrocitários, disfunções nas barreiras encefálicas e diminuição do conteúdo da subunidade GluN1 do receptor N-metil D-Aspartato (NMDA). O tratamento com EX-4 reverteu o prejuízo cognitivo, o dano nas barreiras encefálicas, a captação de glutamato e o conteúdo de GluN1. No entanto, a EX-4 não teve efeito sobre a glicemia e formação de AGEs. O dano em funções astrocitárias e nas barreiras encefálicas observado no DM pode ser decorrente da ativação de vias de sinalização desencadeadas pelos elevados níveis de AGEs. Da mesma maneira, o prejuízo no comportamento cognitivo provavelmente possa ser atribuído aos danos astrocitários e nas barreiras encefálicas observados no DM. O efeito da EX-4 na melhora cognitiva possivelmente seja devido aos seus efeitos na captação de glutamato, no conteúdo de GluN1 e na recuperação das barreiras do encéfalo. Ainda, os papéis já estabelecidos da EX-4 na ativação de vias de sinalização relacionadas com a aprendizagem e memória e na diminuição da expressão de mediadores inflamatórios, podem ter atenuado os danos causados pela hiperglicemia e pelo acúmulo de AGEs. No entanto, mais estudos são necessários para estabelecer o mecanismo de ação da EX-4 na recuperação dos danos causados pelo DM no SNC. / Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disorder characterized primarily by chronic hyperglycemia. During the DM, attention is mainly focused on diseases affecting peripheral systems. However, DM complications may result in damage to the central nervous system (CNS), leading to cognitive impairments. In view of this, the aim of this thesis was to investigate changes in the CNS, particularly related to astrocytic functions and the functioning of the brain barriers in animal model of DM relying on the peripheral changes and to analyze the effect of exendin-4 (EX-4), an agonist of glucagon like peptide-1 (GLP-1) receptors, in reversing the parameters evaluated. The observed results showed peripheral and CNS damage resulting from DM. The DM was responsible for the excessive production of AGEs and changes in peripheral parameters such as body weight, blood glucose, glycated hemoglobin (HbA1c) and C-peptide When assessing the CNS, we observed impairment in cognitive functions, astrocytic parameters, dysfunctions in the brain barriers and decrease in N-methyl-D-aspartate (NMDA) GluN1 subunit content. Treatment with EX-4 reversed the cognitive impairment, damage in brain barriers, glutamate uptake and GluN1 content. However, the EX-4 had no effect in the glycemia and ADEs formation. The loss of astrocytic and brain barriers functions observed in DM may be due to the activation of signalling pathways triggered by high levels of AGEs. In addition, impairment in cognitive behavior can probably be attributed to astrocyte and brain barriers damage observed in DM. The effect of EX-4 on the cognitive improvement possibly be due to its effects on glutamate uptake, in the GluN1 content and in the recovery of the brain barriers. In addition, the EX-4 established roles in the activation of signalling pathways associated with learning and memory and in the decrease expression of inflammatory mediators, can attenuate the damage caused by hyperglycemia and by accumulation of AGE. However, further studies are needed to establish the mechanism of EX-4 action in the recovery of damage caused by DM in CNS.

Inúmeras estratégias neuroprotetoras vêm sendo desenvolvidas para o tratamento da encefalopatia neonatal causada pela hipóxia-isquemia (HI). O enriquecimento ambiental (EA) é uma ferramenta que propicia interação social, estimulação visual, sensorial e atividade física de forma espontânea e assim induz mudanças comportamentais e neurofisiológicas. O objetivo desta tese foi investigar os efeitos do EA em relação à estrutura e expressão de proteínas constituintes da barreira hematoencefálica (BHE) e parâmetros bioquímicos de citocinas neuroinflamatórias no hipocampo em fases subsequentes do desenvolvimento. Ainda, o escopo comportamental desta tese foi analisar o efeito do EA precoce sobre a ansiedade demonstrada por ratos adultos submetidos à HI. Para tanto, ratos Wistar machos e fêmeas, no 7º dia pós-natal (DPN), foram submetidos ao modelo de Levine-Rice de HI neonatal. Os animais foram divididos em quatro grupos: CTAP (controle ambiente padrão), CTAE (controle ambiente enriquecido), HIAP (hipóxia-isquemia ambiente padrão) e HIAE (hipóxia-isquemia ambiente enriquecido). Os animais dos grupos EA permaneceram no enriquecimento ambiental mantido desde o 8º DPN. Após o desmame os animais foram divididos em grupos e estimulados no EA (1 h/dia por 5 semanas). Análises da expressão de proteínas estruturantes da BHE no hipocampo (β-catenina, ocludina, conexina-43, aquaporina-4, transportador de glicose 1 - Glut-1 e proteína fibrilar glial ácida - GFAP) foram quantificadas através de Western Blotting (WB) Observamos a permeabilidade e integridade da BHE através da coloração com azul de Evans e também foi realizada imuno-histoquímica para GFAP na região 1 do corno de Ammon - CA1 do hipocampo no 22º e 60º DPN. Realizamos análises da expressão das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral alfa - TNF-α e interleucina 1 beta - IL-1β, juntamente com análise imuno-histoquímica para marcação de microglia ativada na fase adulta de animais HI submetidos ao EA. Ademais, foram avaliados os efeitos da HI e do EA sobre a ansiedade no primeiro dia de exposição dos animais ao labirinto em cruz elevado (LCE) e no teste claro/escuro (TCE). Os nossos dados mostraram que o EA foi efetivo para reverter as alterações causadas pela HI aumentando a expressão de ocludina no 22º DPN e de β- catenina e GFAP no 60º DPN e diminuindo o extravasamento de azul de Evans. No 8º DPN não há alteração na BHE, sendo sugestivo de imaturidade da BHE. A avaliação imuno-histoquímica de IbA-1 demonstra ativação microglial após HI e o perfil bioquímico apresenta grande expressão das citocinas IL-1β e TNF-α em animais hipóxico-isquêmicos estimulados em EA. Através dos níveis de ansiedade encontrados, podemos estabelecer que o EA favorece uma ação menos impulsiva reduzindo o comportamento de risco dos animais após a HI. Assim, nossos resultados contribuíram para a compreensão do mecanismo da HI, visto que apresentamos de forma singular que o EA é eficaz na recuperação da disfunção da BHE maximizando os efeitos neuroprotetores de IL-1β e TNF-α sobre aspectos comportamentais relacionados à ansiedade. / Several neuroprotective strategies have been developed for the treatment of the neonatal encephalopathy caused by hypoxic ischemia (HI).The environmental enrichment (EE) is a strategy that propitiates social interaction, visual and sensorial stimulation, and physical activity spontaneously and, thus, it causes behavioral and neurophysiological changes. The aim of this thesis was to investigate the effects of EE on the structure and expression of proteins in the blood-brain barrier (BBB) and biochemical parameters of neuroinflammatory cytokines in the hippocampus in subsequent developmental stages. Moreover, the behavioral scope of this thesis was to analyze the effect of early EE on anxiety expressed by adult rats. Male and female Wistar rats, PND 7, were submitted to the Levine-Rice model of neonatal HI. The animals were divided into four groups: CSE (control - standard environment), CEE (control - enriched environment), HISE (hypoxic ischemia - standard environment) and HIEE (hypoxic ischemia - enriched environment). The animals of the EE groups were kept in the environmental enrichment since PND 8. After weaning, the animals were divided into groups and exposed to the EE (1h a day for 5 weeks). Expression analyses of the BBB structural proteins in the hippocampus (β-catenin, occludin, connexin-43, aquaporin-4, Glut-1, and GFAP) were quantified by Western Blotting (WB) We observed the BBB permeability and integrity through Evans blue staining as well as immunohistochemistry for GFAP in the CA1 hippocampus region on PND 22, and 60. We performed analyzes of the expression of the inflammatory cytokines TNF-α and IL-1β, together with immunohistochemical analysis for quantification of IbA-1 in the adult phase of HI animals submitted to EE.Furthermore, the effects of the HI and the EE on anxiety on the first day of exposition to the elevated plus maze test (EPM) and the light-dark box test (LDB) were assessed. Our data have shown that the HI reduces occludin expression on PND 22 and β-catenin and GFAP on PND 60along with the extravasation of Evans blue, indicating BBB dysfunction in these periods and reversion of the alterations by the EE. On PND 8, there is no BBB change, which is suggestive of BBB immaturity. The immunohistochemicalassessment of IbA-1 demonstrates microglial activation after HI and the biochemical profile shows great expression of IL-1β and TNF-α cytokines in hypoxic-ischemic animals stimulated in EE. Through the levels of anxiety found, we can establish that the EE favors a less impulsive behavior and reduces the anxiogenic factor of animals after HI. Thus, our results have contributed to the understanding of the HI mechanism; we presented in a unique way the recovery of the BBB dysfunction and the maximization of the neuroprotective effects of IL-1β and TNF-α on behavioral aspects related to anxiety of animals exposed to the EE after HI.

Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / A meningite ocasionada por Klebsiella pneumoniae tornou-se recentemente uma causa cada vez mais comum de infecção no sistema nervoso central, sendo esta caracterizada por uma intensa reação inflamatória. As doenças neurodegenerativas compartilham mecanismos comuns diretamente associados à agregação patológica de proteínas, como depósitos de fibras de amiloide em regiões vulneráveis do SNC, causando morte neuronal. O peptídeo amilóide induz a geração de EROs, prejudicando os sistemas antioxidantes celulares e é capaz de desencadear a ativação RAGE, o qual medeia uma série de eventos, incluindo a inflamação e dano oxidativo. A interação do receptor RAGE com seu ligante (β-amilóide, por exemplo) é capaz de estimular múltiplas vias de sinalização intracelular, incluindo a ativação e a translocação para o núcleo do fator de transcrição NF-B, que leva à produção de citocinas, quimiocinas, moléculas pró-inflamatórias, moléculas de adesão e estresse oxidativo, causando inflamação. Este estudo traz a hipótese de que durante a meningite bacteriana ocorre a ativação do eixo -amilóide-RAGE, causando assim, dano cognitivo a longo prazo e que o uso do inibidor de RAGE pode prevenir o dano cognitivo a longo prazo. Após a indução da meningite, os animais foram divididos em grupo sham e meningite, e foram eutanasiados em 1, 3 e 10 dias para avaliar o peptídeo β-amilóide, a expressão de RAGE e os níveis de HMGB-1 nas estruturas cerebrais. Os animais pertencentes ao grupo 10 dias, receberam antibioticoterapia, foram divididos em 3 grupos experimentais, sham, meningite e meningite+Ac-RAGE, e foram submetidos aos testes comportamentais. Em 1 dia após a indução, não foi encontrado diferença na expressão de -amilóide, RAGE e níveis de HMGB1. Em 3 dias, foi observado um aumento na expressão de RAGE no hipocampo e córtex pré-frontal no grupo meningite. Em 10 dias, foi observado que a expressão de -amilóide, RAGE e níveis de HMGB1 estavam aumentados em todas as estruturas do grupo meningite em comparação ao grupo sham, e que nos animais que receberam o tratamento com Ac-RAGE, esses estavam diminuídos ao comparar com o grupo meningite. Nos testes comportamentais os animais do grupo meningite demonstraram dano a memória de habituação e reconhecimento, estretanto, os animais pertencentes ao grupo que recebeu tratamento com Ac-RAGE, não apresentaram danos a essas memórias. Neste estudo, demonstrou-se que a infecção por K. pneumoniae desencadeia a ativação do eixo -amilóide-RAGE, aumentando os níveis de -amilóide, RAGE e HMGB1, causando assim, dano cognitivo a longo prazo. Contudo, mais estudos precisam ser realizados para elucidar melhor cada fase dessa ativação e compreender melhor o papel da via -amilóde-RAGE em doenças infeciosas, bem como o papel das doenças infecciosas nas doenças neurodegenerativas.

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Doutora em Ciências da Saúde. / The urine disease maple syrup (MSUD) is a metabolic disorder of autosomal recessive pattern and, if untreated, causes severe neurological impairments. The pathophysiology of neurological deterioration in DXB is poorly understood; however radiological changes are well characterized. The aim of this study was to investigate whether the branched chain amino acids (BCAA) interfere in the regulation of immune and inflammatory processes in the central nervous system and cause brain swelling and effects of responsible mechanisms, and to evaluate the effects of dexamethasone administration on changes caused by the BCAA. The results demonstrate that acute administration of BCAA in infants rats decreased IL-10 levels and increased IL-6 levels in the hippocampus, cerebral cortex, while there was increase in IL-1β levels of IL-6 and TNF-α. The BCAA administration in young rats did not alter cytokine levels in analyzed brain structures. On the other hand, after chronic administration there was decrease in IL-1β and IL-6 in the cerebral cortex, the hippocampus while there was a decrease in the levels of IL-6, IL-10 and IFN-γ. Therefore, we evaluated the effect of acute administration of BCAA on the water content, the activity of the Na +, K + -ATPase and the permeability of the blood-brain barrier (BBB) in the hippocampus and cerebral cortex of rats infants, and the influence of dexamethasone administration. The results demonstrate that acute administration of cerebral edema caused BCAA, with the increase of water content in the brain. It was also observed a decrease in activity of the Na +, K + -ATPase and an increase in the content of sodium fluorescein, suggesting increased BBB permeability to small molecules, in the hippocampus and cerebral cortex. The dexamethasone administration is capable of preventing cerebral edema, inhibition activity of the Na +, K + -ATPase and was able to maintain the sodium fluorescein content similar to the control group in these structures. Finally, we evaluated the effects of treatment with dexamethasone on the levels of pro inflammatory cytokines and anti-rat infants undergoing acute administration of BCAA. The results demonstrated that treatment with dexamethasone was able to prevent the increase in IL-1β and TNF-α levels in the cerebral cortex and increased IL-6 levels in the hippocampus and cerebral cortex. However, treatment with dexamethasone was unable to prevent a decrease in IL-10 levels caused by administration of BCAA. In conclusion, the results showed that the BCAA induce changes in the immune system in the brain of rats subjected to the experimental model. Coupled with inflammation installed on animals it has been demonstrated that the BCAA cause cerebral edema in rats infants, and these effects may be directly related to inhibition of Na+, K+-ATPase and with increasing BBB permeability, furthermore, it was observed that administration of dexamethasone reversed these effects. / A doença da urina do xarope do bordo (DXB) é um distúrbio metabólico de caráter autossômico recessivo e, quando não tratada, ocasiona graves sequelas neurológicas. A fisiopatologia da deterioração neurológica na DXB é pouco compreendida; porem as alterações radiológicas estão bem caracterizadas. O objetivo deste trabalho foi investigar se os aminoácidos de cadeia ramificada (AACR) interferem na regulação de processos imunológicos e inflamatórios no sistema nervoso central e causam edema cerebral bem como avaliar os mecanismos responsáveis por esse efeito e efeitos da administração de dexametasona sobre as alterações provocadas pelos AACR. Os resultados demonstraram que a administração aguda de AACR em ratos infantes diminuiu os níveis de IL-10 e aumentou os níveis de IL-6 no hipocampo, enquanto que no córtex cerebral houve aumento nos níveis de IL-1β, IL-6 e TNF-α. A administração de AACR em ratos jovens não alterou os níveis de citocinas nas estruturas cerebrais analisadas. Por outro lado, após a administração crônica houve diminuição nos níveis de IL-1β e IL-6 no córtex cerebral, enquanto que no hipocampo observou-se diminuição nos níveis de IL-6, IL-10 e IFN-γ. Logo, foi avaliado o efeito da administração aguda de AACR sobre o conteúdo de água, atividade da Na+,K+-ATPase e a permeabilidade da barreira hematoencefálica (BHE) no hipocampo e córtex cerebral de ratos infantes, e a influência da administração de dexametasona. Os resultados demonstraram que a administração aguda de AACR causou edema cerebral observado pelo aumento do teor de água no cérebro. Observou-se também uma diminuição na atividade da Na+,K+-ATPase e um aumento no conteúdo de fluoresceína de sódio, sugerindo aumento da permeabilidade da BHE a moléculas pequenas, no hipocampo e córtex cerebral. A administração de dexametrasona foi capaz de prevenir o edema cerebral, a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase e foi capaz de manter o conteúdo de fluoresceína de sódio similar ao grupo controle nessas estruturas. Por fim, avaliou-se os efeitos do tratamento com dexametasona sobre os níveis de citocinas pró e anti-inflamatórias em ratos infantes submetidos à administração aguda de AACR. Os resultados demonstraram que o tratamento com dexametasona foi capaz de impedir o aumento nos níveis de IL-1β e TNF-α no córtex cerebral e aumentar os níveis de IL-6 no hipocampo e córtex cerebral. Entretanto, o tratamento com dexametasona não foi capaz de impedir a diminuição nos níveis de IL-10 causada pela administração de AACR. Em conclusão, os resultados demonstraram que os AACR induzem alterações no sistema imune no cérebro de ratos submetidos ao modelo experimental. Aliado ao processo inflamatório instalado nos animais demonstrou-se que os AACR causam edema cerebral em ratos infantes, e esses efeitos podem estar diretamente relacionados com a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase e com o aumento da permeabilidade da BHE, além disso, foi observado que a administração de dexametasona reverteu estes efeitos.

Tese de Doutorado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde para obtenção do titulo de Doutor em Ciências da Saúde. / Apesar dos avanços na terapia antimicrobiana e nos cuidados intensivos avançados, a meningite bacteriana neonatal tem uma taxa de mortalidade superior a 10% e induz sequela neurológica em 20 a 50% dos casos. Escherichia coli K1 (E. coli K1) é o organismo gram-negativo mais comum que causa meningite neonatal. O objetivo desse estudo foi avaliar as alterações imunoquímicas e bioquímicas, integridade da barreira hematoencefálica no período neonatal e parâmetros comportamentais na vida adulta de ratos Wistar submetidos à meningite por E. coli K1. Para os experimentos foram utilizados ratos Wistar que tinham 3 e 4 dias de vida e que receberam líquido cefalorraquidiano (LCR) artificial ou 10 μL de suspensão bacteriana contendo E. coli K1 na concentração de 1 x 106 UFCol/ml, na cisterna magna, nos animais pertencentes ao grupo meningite. Após 6, 12, 24, 48 e 96 h, da indução, os animais foram mortos. Os resultados apontam que no hipocampo, a interleucina (IL)-4 aumentou em 96 h, IL-6 em 12, 48 e 96 h, IL-10 em 96 h e a citocina quimiotática indutora de neutrófilos (CINC-1) em 6, 12, 24, 48, 72 e 96 h, e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) em 48 e 96 h. No LCR, os níveis de fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) aumentaram em 6, 12, 24, 48 e 96 h. Os parametros de estresse oxidativo, incluindo os equivalentes de malondialdeído (MDA), formação de carbonilação de proteínas, atividade mieloperoxidase (MPO), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em 6, 12, 24, 48, 72 e 96 h após a infecção. Além disso, os grupos sulfidrila, os níveis de nitrito e nitrato e as atividades das enzimas mitocondriais da cadeia respiratória (complexo I, II, III e IV) também foram avaliados no córtex frontal e no hipocampo. Os resultados deste estudo demonstraram o aumento significativo da carbonilação de proteína em 24, 48 e 72 h, MDA em 12, 24, 48, 72 e 96 h, MPO em 24, 48 e 72 h, e diminuição na atividade da SOD em 12, 24, 48 e 72 h no hipocampo de animais neonatos sobreviventes à meningite. Atividade da CAT não apresentou diferança significativa. Além disso, observou-se também o aumento significativo da atividade do complexo IV no hipocampo em 24 e 72 h e no córtex frontal em 24 e 96 h de ratos sobreviventes à meningite. A quebra da BHE ocorreu às 12 h no hipocampo e iniciou as 6 h no córtex cerebral. Assim, os resultados deste estudo reafirmam o papel do estresse oxidativo, óxido nítrico e seus compostos relacionados na fisiopatologia da meningite induzida por E. coli K1. Nos resultados dos parâmetros comportamentais na idade adulta os animais foram avaliados quanto à memória de habituação, aversiva e de reconhecimento de objeto e comportamentos do tipo depressivo. Os animais mostraram comprometimento da memória de habituação e aversiva. Desta forma este modelo animal de meningite é uma importante ferramenta para estudar as sequelas cognitivas e comportamentais em longo prazo induzida pela meningite no período neonatal.