O conteúdo de zinco (Zn) reativo cerebral é importante para o equilíbrio da sinaptofisiologia neural. A prova disto é que um aumento nos seus níveis, após evento hipóxico-isquêmico, resulta em neurotoxicidade, o que tem estimulado o tratamento desta disfunção cerebral com quelantes de Zn, tal como o dietilditiocarabamato (DEDTC). No caso do DEDTC, o uso deste composto sobre esta disfunção deve ser analisado com cuidado, pois ele também apresenta muitos efeitos colaterais sobre o sistema nervoso central. Desta forma, para atender este propósito, é necessário antes obter uma concentração de DEDTC com menores efeitos colaterais. Por esta razão, no presente trabalho, nós decidimos usar um modelo vertebrado mais simples, tal como o peixe-zebra, o qual permitiria a triagem, em larga escala, dos efeitos de DEDTC sobre o Zn reativo. Entretanto, jamais foi mostrada a presença de Zn reativo no cérebro de peixe-zebra. Com isto, através de marcações histológicas, nós conseguimos mostrar pela primeira vez a distribuição citoarquitectônica de Zn reativo em neurônios glutamatérgicos, bem como o número desses neurônios contendo Zn no cérebro de peixe-zebra. Isto nos permitiu avaliar o efeito de diferentes concentrações de DEDTC sobre o conteúdo de Zn cerebral do peixe-zebra, o qual foi intensamente quelado por elevadas quantidades do composto, induzindo comportamentos tipo-crise. Neste mesmo estudo nós obtemos também uma concentração de DEDTC com poucos efeitos colaterais que poderia exercer neuroproteção sobre o aumento de Zn reativo induzido pela hipóxia-isquemia. Assim, após a padronização de um modelo de hipóxia em peixe-zebra, que demonstra danos relacionados à isquemia, nós testamos se essa concentração de DEDTC poderia ser neuroprotetora sobre este modelo. Contudo, DEDTC apresentou efeitos pró-oxidantes, embora ele tenha atenuado o elevado conteúdo de Zn reativo induzido pela hipóxia. Portanto, mesmo que o DEDTC tenha falhado, este modelo, agora, está apto para a triagem de outros fármacos com potencial ação sobre o alterado conteúdo de Zn reativo que ocorre em eventos hipóxicos-isquêmicos. / The content of brain reactive zinc (Zn) is important for the synaptophysiology in the central nervous system (CNS). This is evidenced in hypoxic-ischemic events, when an increase in their levels results in neurotoxicity. Consequently, this has stimulated the treatment of cerebral ischemia with Zn chelators, such as diethyldithiocarbamate (DEDTC). In the case of DEDTC, the use of this compound in this dysfunction should be examined carefully, because it also has many side effects on the (CNS). Thus, to meet this, it is necessary first to obtain a concentration of DEDTC with negligible side effects. Here, we decided to use a simpler vertebrate model, such as zebrafish, which would allow large-scale screening of DEDTC effects on reactive Zn. However, the presence of reactive Zn has never been shown in zebrafish brain. Then, using histological markers, we were able to show for the first time the cytoarchitectonic distribution of reactive Zn in glutamatergic neurons as well as the number of these neurons containing Zn in the zebrafish brain. This allowed us to evaluate the effect of different DEDTC concentrations on the brain content of Zn in zebrafish. As a result, high levels of the compound did strongly chelate the metal, inducing seizure-like behaviors. In this study we also obtained a DEDTC concentration with few side effects that could exert neuroprotection on the increased reactive Zn induced by hypoxia-ischemia. Then, after the standardization of an ischemic-sensitive model of hypoxia in zebrafish, we tested if this DEDTC concentration could be neuroprotective on this model. Nevertheless, DEDTC showed pro-oxidant effects, though it had mitigated the elevated content of reactive Zn induced hypoxia. Therefore, despite the DEDTC have failed as neuroprotective drug, this model enables the screening of other chemical agents with potential action on the increased content of reactive Zn that occurs in hypoxic-ischemic events.

A hiperglicinemia não-cetótica (HNC) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência do sistema de clivagem da glicina (Gli), levando ao acúmulo tecidual e plasmático desse aminoácido. Apesar de a fisiopatologia do dano neurológico apresentado pelos pacientes afetados por HNC ainda não estar bem esclarecida, tem sido sugerido que o acúmulo de Gli é neurotóxico. O presente trabalho investigou inicialmente os efeitos ex vivo da administração intracerebroventricular (ICV) de Gli sobre o metabolismo energético e o imunoconteúdo das proteínas cinases dependentes de mitógenos (MAPK) p38, ERK1/2 e JNK, sinaptofisina e proteína Tau em córtex cerebral e estriado de ratos de 30 dias de vida. Verificamos que a injeção ICV de Gli reduziu a produção de CO2 a partir de glicose e inibiu as atividades das enzimas citrato sintase e isocitrato desidrogenase em estriado. A Gli também diminuiu as atividades dos complexos da cadeia transportadora de elétrons I-III em estriado e do IV em córtex cerebral. Além disso, a Gli diminuiu a atividade da enzima creatina cinase (CK) e de sua isoforma mitocondrial em córtex cerebral e estriado. O tratamento com os antioxidantes melatonina (MEL) e creatina e com o antagonista do receptor NMDA (MK-801) preveniu a diminuição das atividades da CK e dos complexos I-III e IV causado pela administração de Gli. Ainda verificamos que a Gli diminuiu o conteúdo de sinaptofisina, e a fosforilação da proteína Tau e das MAPK p38, ERK1/2 e JNK. O tratamento com MK-801 preveniu a diminuição da fosforilação da p38 causada pela Gli O próximo passo foi estudar o efeito ex vivo da injeção ICV de Gli sobre o metabolismo energético, a homeostase redox e parâmetros gliais em córtex cerebral de ratos neonatos. Foi demonstrado que a injeção de Gli em ratos de 1 dia de vida diminuiu a atividade do complexo IV da cadeia transportadora de elétrons e da CK, além de induzir aumento da geração de espécies reativas, diminuir as concentrações de glutationa reduzida (GSH), aumentar os níveis de malondialdeído (MDA) e modular a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). A injeção de Gli ainda foi capaz de induzir reatividade glial demonstrada pelo aumento da marcação de S100B em córtex cerebral e estriado, e GFAP em corpo caloso. Além disso, o tratamento com MEL preveniu a inibição do complexo IV e da enzima CK, o aumento dos níveis de MDA, a diminuição de GSH e o aumento de S100B causada pela Gli. Na última parte de nossa investigação foi examinado o efeito in vitro da Gli sobre a homeostase energética e redox em cerebelo de ratos de 30 dias de idade A Gli aumentou a produção de espécies reativas, os níveis de MDA e diminuiu as concentrações de GSH, sem alterar o metabolismo energético no cerebelo. Além disso, a adição de MEL, trolox (análogo hidrossolúvel da vitamina E) e MK-801 preveniram os efeitos deletérios da Gli sobre os níveis de MDA e GSH em cerebelo. Como conclusão, o nosso estudo mostra que a Gli causa um prejuízo na homeostase energética e induz estresse oxidativo em cérebro de ratos jovens e neonatos, bem como provoca reatividade glial em cérebro de neonatos. A Gli também altera as vias de sinalização das MAPK e causa dano neuronal em córtex cerebral e estriado, além de induzir estresse oxidativo in vitro em cerebelo. Portanto, alterações na homeostase redox e energética e excitotoxicidade parecem contribuir, ao menos em parte, para a fisiopatologia do dano neurológico apresentado pelos portadores da HNC. / Nonketotic hyperglycinemia (NKH) is an inborn error of metabolism caused by a deficiency of the glycine (GLY) cleavage system, leading to tissue accumulation of this amino acid. Although the pathophysiology of neurological damage presented by patients affected by NKH is not yet well understood, it has been suggested that increased concentrations of GLY are toxic for the central nervous system. Therefore, we initially investigated the ex vivo effect of a single intracerebroventricular (ICV) administration of GLY on energy metabolism and immunocontent of the mitogen-activated protein kinases (MAPK) p38, ERK1/2 and JNK, synaptophysin, and Tau protein in cerebral cortex and striatum of thirty-days-old rats. We verified that the administration of GLY decreased CO2 production using glucose as substrate, and inhibited the activities of citrate synthase and isocitrate dehydrogenase in striatum. GLY also decreased the activities of the respiratory chain complexes I-III in striatum and IV in cerebral cortex. Furthermore, GLY decreased the activity of creatine kinase (CK) and of its mitochondrial isoform in cerebral cortex and striatum The antioxidants melatonin (MEL) and creatine, and the NMDA receptor antagonist MK-801 prevented the GLY-induced decrease of the activities of CK and of the complexes I-III and IV. It was further observed that GLY injection decreased synaptophysin immunocontent and the phosphorylation of Tau protein, p38, ERK1/2 e JNK in rat brain. MK-801 treatment prevented the decreased phosphorylation of p38 caused by GLY. Next, we evaluated the ex vivo effect of GLY ICV administration on energy and redox homeostasis and glial parameters in brain of neonatal rats. GLY injection decreased the activities of respiratory chain complex IV and CK, and also induced the generation of reactive species, decreased reduced glutathione (GSH) concentrations, increased malondialdehyde (MDA) levels and modulated the activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase. Moreover, GLY induced glial reactivity, as demonstrated by the increase in GFAP in corpus callosum and S100B in cerebral cortex and striatum MEL treatment prevented GLY-induced inhibition of complex IV and CK activities, decrease of GSH, and increase of MDA levels and S100B staining. In the last part of our study we assessed the in vitro effects of GLY on energy and redox homeostasis in cerebellum of thirty-day-old rats. We verified that GLY increased reactive species generation and MDA levels, and decreased GSH concentrations in rat cerebellum. Furthermore, the addition of MEL, trolox (hydrosoluble analogue of vitamin E) and MK-801 prevented MDA levels increase and GSH concentrations decrease caused by GLY. In conclusion, the present study demonstrated that GLY alters the energy metabolism and induces oxidative stress in brain of thirty-day-old and neonatal rats, and provokes glial reactivity in neonatal rat brain. GLY also alters MAPK signaling pathways and causes neuronal damage in rat cerebral cortex and striatum, besides inducing oxidative stress in cerebellum. Therefore, it may be presumed that bioenergetics dysfunction, oxidative stress and excitotoxicity contribute to the pathophysiology of brain damage observed in patients affected by NKH.

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Para testar a hipótese de que o ambiente enriquecido pode contribuir para desacelerar o curso temporal da neurodegeneração crônica associada à doença príon em modelo murino induzimos a doença príon em vinte camundongos fêmeas da variedade suíça albina que tinham sido alojadas aos seis meses de idade em ambiente enriquecido (EE) ou em ambiente padrão (SE) durante cinco meses. Após esse peródo foram realizadas cirurgias para injeção estereotáxica intracerebral bilateral de homogendao de cérebro de camundongo normal (NBH, n=10) ou de camundongo com sinais clínicos de doença príon terminal (ME7, n=10). Os animais foram devolvidos as suas gaiolas e condições de alojamento originais formando os seguintes grupos experimentais: NBH SE=5, NBH EE=5, ME7 SE=5, ME7 EE=5. Após três semanas foi iniciado teste semanal empregando o burrowing, uma tarefa sensível ao dano hipocampal e 18 semanas após as inoculações realizou-se os testes de memória de reconhecimento de objetos. Encerrados os testes sacrificou-se os animais realizando-se o processamento histológico do tecido nervoso visando a imunomarcação astrocítica das áreas de interesse. A redução progressiva da atividade de burrowing teve início na décima terceira semana pós injeção no grupo ME7 SE e somente na décima quinta semana no grupo ME7 EE. A habilidade de reconhecer o objeto deslocado no teste de memória espacial foi comprometida no grupo ME7 SE, mas se manteve normal nos demais grupos experimentais. O teste de discriminação entre o objeto novo e o familiar não revelou alterações. As análises quantitativas sem viés dos astrócitos imunomarcados para proteína fibrilar ácida (GFAP) foram realizadas no stratum radiatum de CA3 e na camada polimórfica do giro denteado dorsal. As estimativas estereológicas do número total de astrócitos e do volume do corpo celular revelaram que em CA3 somente ocorre hipertrofia dos corpos celulares em animais dos grupos ME7 SE e ME7 EE em relação aos respectivos controles, sendo o volume médio dos corpos celulares do grupo ME7 EE menor que aquele do grupo ME7 SE. Na camada polimórfica houve significativo aumento do número de astrócitos no grupo ME7 SE em relação ao NBH SE e do grupo NBH EE em relação ao NBH SE. O volume do corpo celular também foi significativamente maior nos grupos ME7 em relação aos respectivos controles dos grupos NBH. As análises morfométricas tridimensionais revelaram importante aumento de volume e área de superfície dos segmentos das árvores astrocíticas nos grupos doentes em comparação aos controles. O enriquecimento ambiental reduziu o aumento de volume dos ramos observado no grupo ME7 e aumentou o número de intersecções dos ramos distais no grupo NBH EE em relação ao NBH SE e nos ramos proximais no grupo ME7 EE em relação ao ME7 SE. O emprego da análise de cluster e discriminante permitiu a identificação dos parâmetros morfométricos que mais contribuíram para a distinção entre os grupos. Para testar a hipótese de existirem subfamílias de astrócitos morfologicamente distintos dentro de cada grupo experimental, foi realizada análise de conglomerados que resultou na formação de duas famílias distintas no grupo NBH SE, três famílias nos grupos NBH EE e ME7 EE e quatro famílias no grupo ME7 SE. As bases celulares e moleculares que conduzem a formação de novas famílias de astrócitos e a neuroproteção associada ao ambiente enriquecido que diminui a velocidade de progressão da doença permanecem por serem investigadas. / It is well established that a sedentary lifestyle is a risk factor for a number of chronic diseases, including Alzheimer's disease. The neuropathology of Alzheimer's disease is characterized by amyloid deposits, neuronal loss, reactive gliosis, and vacuolization of the neuropil. Prion disease has been widely used as an experimental model for studying cellular and molecular aspects of chronic neurodegeneration much similar to that described in Alzheimer's disease. The impoverished environment of standard laboratory cages have been used to mimic a sedentary life whereas enriched environment has been used to mimic an active lifestyle. To test the hypothesis that an enriched environment can help to slow down the time course of chronic neurodegeneration associated with prion disease we induced prion disease in twenty Swiss albino female mice which had been housed at six months of age in an enriched environment (EE) or in a standard (SE) environment for five months. After this period bilateral stereotactic intracerebral injection of normal (NBH, n = 10) or infected brain homogenate (ME7, n = 10) were done. Infected brain homogenate was obtained from mice with clinical signs of terminal prion disease. The injected animals returned to their cages and housing conditions and grouped as follow: SE = NBH 5, EE = NBH 5, ME7 SE = 5, ME7 EE = 5. After three weeks post-injections the burrowing test was initiated. Burrowing is a sensitive task to hippocampal damage. 18 weeks after inoculation memory tests of object recognition was carried out. After behavioral tests animals were euthanized and their brains were histologically processed targeting astrocytic immunostaining of areas of interest. The progressive reduction of the activity of burrowing began in the thirteenth week after injection in group ME7 SE but only in the fifteenth week in ME7 EE group. The ability to recognize the displaced object in spatial memory test was impaired in ME7 SE group but remained normal in the other experimental groups. The test of discrimination between the new object and the family revealed no abnormalities. Quantitative analysis of GFAP immunostained cells were performed in the dorsal stratum radiatum of CA3 and in the polymorphic layer of the dorsal dentate gyrus. The stereological estimates of the total number of astrocytes and the volume of the cell body revealed that the number of astrocytes did not change but a significant hypertrophy occurs in CA3 cell bodies of ME7 SE and ME7 EE groups as compared to their respective controls. The average volume of the cell bodies of the ME7 EE group was smaller than that of the group ME7 SE. However similar analysis applied to the polymorphic layer revealed a significant increase in the number of astrocytes in the ME7 SE group in relation to NBH SE group and in ME7 EE compared to NBH EE. The volume of the cell body was also significantly higher in ME7 groups compared to their respective control groups. The three-dimensional morphometric analysis revealed significant increase in volume and surface area of the segments of astrocytic trees in diseased groups compared to controls. Environmental enrichment reduced swelling observed in the branches of ME7 group and increased the number of intersections of the distal branches in NBH EE group relative to NBH SE and the proximal branches in the group ME7 EE compared with ME7 SE. The use of cluster analysis and discriminant allowed the identification of morphometric parameters that contributed most to the distinction between the groups. To test the hypothesis that there are subfamilies of morphologically distinct astrocytes within each experimental group, we applied cluster and discriminant analysis to each experimental group and these analysis resulted in the formation of two distinct families in NBH SE group, three families in NBH EE and ME7 EE groups and four families in the ME7 SE group. The molecular and cellular changes, which lead to the formation of new families of astrocytes, and to the neuroprotection associated with an enriched environment slowing down the progression of the prion disease, remain to be investigated.

Orientador: Vânia Maria de Vasconcelos Machado / Resumo: A ressonância magnética é um método diagnóstico primordial na avaliação de enfermidades intracranianas na medicina e na medicina veterinária para a investigação, elaboração e realização de tratamentos, planejamento cirúrgico e controle. Por meio dessa modalidade diagnóstica pode-se pesquisar muitas enfermidades intracranianas: congênitas, malformações, inflamatórias, infecciosas, vasculares, neoplásicas dentre outras. Ressonância magnética é um exame não invasivo, baseado em princípios físicos complexos que formam imagens em múltiplos planos de uma determinada região. O objetivo deste trabalho é fornecer um estudo retrospectivo das enfermidades neurológicas presentes na rotina de exames de ressonância magnética da região crânio -encefálica e sua casuística na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade Estadual Paulista, campus de Botucatu nos anos de 2012 a 2017. Realizou-se uma análise retrospectiva dos exames de ressonância magnética de pequenos animais da região crânio- encefálica. Os dados foram compilados e classificados segundo a região de exame, diferentes áreas de encaminhamento, casuística das enfermidades intracranianas segundo a espécie durante o período de 2012 a 2017. Dentre os 420 animais, sendo eles 340 canídeos e 80 felídeos observou-se dentre as regiões de exame o encéfalo com 95%; maioria dos encaminhamentos para a realização do exame de ressonância magnética são recebidos do serviço de neurologia veterinária 58%; a casuística das suspeita... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic resonance imaging is a primordial diagnostic method in the evaluation of intracranial diseases in medicine and veterinary medicine for investigation, elaboration and realization of treatments, surgical planning and control. By means of this diagnostic modality, one can investigate many intracranial diseases: congenital, malformations, inflammatory, infectious, vascular, and neoplastic among others. Magnetic resonance imaging is a non-invasive examination based on complex physical principles that form multi-plane imaging of a region. The goal of this work is to provide a retrospective study of the neurological diseases present in routine magnetic resonance imaging of the cranioencephalic region and its casuistry at the Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science of the Universidade Estadual Paulista, Campus Botucatu, from 2012 to 2017. Was made a retrospective analysis of magnetic resonance imaging of small animals of the craniocephalic region. The data were compiled and classified according to the region of examination, different routing areas, and the number of intracranial diseases according to the species during the period from 2012 to 2017. Among the 420 animals, of which 340 canines and 80 felids were observed among the regions examination of the brain with 95%; most referrals for performing the MRI are received from the Veterinary Neurology Service 58%; the casuistry of the diagnostic suspicions of the diseases with 54 animals with convulsion, 49 animals ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Mapas quantitativos de ressonância magnética (RM) têm sido propostos para quantificar a concentração in vivo de ferro no cérebro. Contudo, a especificidade destes mapas para outros metais e seus respectivos íons metálicos é pouco conhecida, limitando o diagnóstico radiológico e o estudo de doenças relacionadas com acúmulo de metais no cérebro. Propomos nesta tese avaliar a sensibilidade e a especificidade dos mapas de relaxometria (R2, R2*) e de susceptibilidade (QSM, sigla em inglês de Quantitative Susceptibility Mapping) para diferentes metais e respectivos íons paramagnéticos de encéfalos postmortem sem doença neurológica em duas condições (in situ e ex situ). Adicionalmente procuramos identificar as metaloproteinas associadas aos íons paramagnéticos detectados nos tecidos cerebrais. Por último, avaliamos a sensibilidade destes mapas quantitativos em estudos de biodistribuição de nano partículas superparamagnéticas de oxido de ferro em tecido animal e em objeto simulador. Treze sujeitos postmortem sem doença neurológica, 1 paciente postmortem com doença de Parkinson e 6 camundongos brancos swiss (2 controles e 4 injetados) foram estudados. Um idoso saudável também foi examinado para comparações in vivo e postmortem. Mapas de ressonância magnética de encéfalo de humanos e de corpo inteiro de animais foram adquiridos em um equipamento de 3T e 7T, respectivamente. Amostras de tecido cerebral dos núcleos da base e do lobo parietal de ambos hemisférios foram extraídas dos encéfalos humanos após, em média, 148 dias de fixação em solução de formaldeído 4%. A quantificação de íons paramagnéticos e de metais totais foi realizada por ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e espectrometria de massa por plasma indutivamente acoplado (ICP-MS, sigla em inglês de Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), respectivamente. Os espectros de RPE de todas as regiões cerebrais estudadas apresentaram 4 conjunto de picos principais de ressonância de diferentes amplitudes. A simulação para os espectros obtidos de RPE permitiu identificar íons de Fe+3 nucleados e isolados em ferritina (g = 2,0 e g = 4,28, respectivamente) e Cu+2 (g = 2,259 e g = 2,062) em ceruloplasmina desnaturada. Mapas de QSM, R2* e R2 de cérebro controle de postmortem in situ e ex situ foram sensíveis e específicos apenas para a concentração de ferro total e de íons paramagnéticos Fe+3, como nanopartículas nucleadas na forma de ferrihidrita na ferritina. Embora cobre presente em ceruloplasmina tenha sido detectado por RPE e ICP-MS, não foi observada correlação com os mapas quantitativos de ressonância magnética. Nossos resultados postmortem confirmam a hipótese teórica de que os valores dos mapas QSM, R2* e R2, nessa ordem, estão mais fortemente correlacionados com o Fe+3 depositado na proteína ferritina. Os mapas de RM in situ foram mais sensíveis para quantificar metais do que os mapas ex situ, possivelmente pelo efeito do processo de fixação, permitindo uma melhor extrapolação dos resultados in situ para a condição in vivo. Nossos achados sugerem uma heterogeneidade nestas variações de sensibilidade, indicando que as técnicas de RM são dependentes da composição do tecido e devem ser levadas em conta para futuras conclusões. Por último, o mapa de susceptibilidade magnética mostrou ser mais independente da biodistribuição de nano partículas superparamagnéticas de oxido de ferro do que o mapa R2* para tecido animal e objeto simulador. / Quantitative magnetic resonance imaging maps have been proposed to quantify the in vivo concentration of iron in the brain. However, the specificity of these maps for other metals and their respective metal ions is little known, limiting the radiological diagnosis and the study of diseases related to accumulation of metals in the brain. In this work, we propose to evaluate the sensitivity and specificity of the relaxometry (R2 and R2*) and susceptibility maps for different metals and respective paramagnetic ions of postmortem controls in two conditions (in situ and ex situ). In addition, we sought to identify the metalloproteins associated with paramagnetic ions detected in brain tissues. Finally, we evaluated the sensitivity of these quantitative maps in studies of biodistribution of superparamagnetic iron oxide nanoparticles in mice. Thirteen postmortem controls, 1 postmortem patient with Parkinson\'s disease and 6 white swiss mice (2 controls and 4 injected) were studied. One healthy elderly man was also examined for in vivo and postmortem comparisons. Magnetic resonance maps of human brain and whole body animals were acquired in a 3T and 7T scanners, respectively. Brain human tissues samples were extracted from the basal nucleus and parietal lobe of both hemispheres after, in averaging, 148 days of fixation in 4% formaldehyde solution. Paramagnetic ion and total metal quantification were performed by electron paramagnetic resonance and inductively coupled plasma mass spectrometry, respectively. The electron paramagnetic resonance spectra of all brain regions studied showed 4 set of major resonance peaks with different amplitudes. Simulations of the spectra obtained from electron paramagnetic resonance allowed the identification of nucleated Fe3+ ions isolated in ferritin (g = 2.0 and = 4.28, respectively) and Cu2+ (g = 2,259 and g = 2,062) in denatured ceruloplasmin. QSM, R2* and R2 maps of postmortem controls in situ and ex situ were sensitivity and specific only for the concentration of total iron and Fe3+ as nanoparticles nucleated in the form of ferrite inside of ferritin. Although copper present in ceruloplasmin was detected by electron paramagnetic resonance and mass spectrometry, no correlation was observed with the quantitative magnetic resonance maps. Our postmortem results confirm the theoretical hypothesis that the values of the QSM, R2* and R2 maps, in that order, are more strongly correlated with the Fe3+ deposited in the ferritin protein. The in situ magnetic resonance maps were more sensitive to quantify metals than the ex situ maps, allowing a better extrapolation of the in situ results to the in vivo condition. Our findings suggest heterogeneity in these sensitivity variations, indicating that magnetic resonance techniques are dependent on tissue composition and should be taken into account for future conclusions. Finally, the magnetic susceptibility map showed to be more independent of the biodistribution of superparamagnetic iron oxide nanoparticles in animal tissue and in the simulator than the R2* map.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-11Bitstream added on 2014-08-13T18:00:40Z : No. of bitstreams: 1 000756751_20150731.pdf: 236798 bytes, checksum: 9b75b0cebfd8612cc949578b65a89f35 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-03T12:20:55Z: 000756751_20150731.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-03T12:22:17Z : No. of bitstreams: 1 000756751.pdf: 892335 bytes, checksum: 952dae187bd640e40a8e14dec77be389 (MD5) / Desenvolveu-se a técnica de angiotomografia helicoidal como ferramenta para obter referências de normalidade do suprimento sanguíneo cerebral em cães sadios. O presente trabalho foi realizado em 17 animais, sendo 8 adultos jovens da raça pointer e 9 adultos sem raça definida; machos e fêmeas que apresentaram exames clínico- neurológicos e laboratoriais dentro da normalidade. Realizaram-se imagens simples e com meio de contraste iodado (MCI) não iônico injetado na veia cefálica esquerda, e foram feitas reconstruções multiplanares (MPR). Foi possível evidenciar a maioria das artérias que formam o circulo arterial cerebral, alem de algumas variações anatômicas como a presencia de uma artéria intercarotidea direita e esquerda em 3 cães dos 17 animais, e ausência do ramo direito da artéria cerebral rostral em outros 3 animais, demonstrando assim que a angiotomografia helicoidal é um exame seguro e rápido que pode ser aplicado na rotina tomográfica de cães para correta visualização do suprimento sanguíneo encefálico. Avaliou-se também o efeito do MCI não iônico a uma dose de 900 mg Iodo/kg, no rim utilizando-se ultrassonografia (US) e correlacionou-se com os valores de ureia e creatinina antes e após sua administração. Não foram visibilizadas alterações do parênquima renal em nenhum dos animais. Os valores de creatinina após a injeção do contraste permaneceram dentro da normalidade, porém os valores da ureia apresentaram aumento significativo, Assim, estudos ultrassonográficos correlacionados com exames de laboratório devem ser realizados em maior número de cães para determinar segurança e acurácia dos MCI não iônicos / Developed the technique of helical angitomography as a tool to get references from normal blood supply of the brain in healthy dogs. The present study was performed in 17 animals, 8 young adults breed pointer and 9 adult mixed breed; males and females with clinical, neurological and laboratory normal exams. There were simple images and nonionic iodinated contrast media (ICM) IV, injected into the left cephalic vein; were made multiplanar reconstructions (MPR). It was possible to demonstrate the major arteries that make up the arterial polygon of Willis, in addition some anatomical variations as the presence of an artery intercarotid right and left in 3 of 17 animals, and absence of the right branch of the rostral cerebral artery in other 3 animals, demonstrating that the helical angitomography is a safe and fast examination that can be applied in dogs routine tomographic for correct visualization of the cerebral blood supply. We also evaluated the effect of nonionic MCI at a dose of 900 mg Iodine/kg, in the kidney through ultrasound (U.S.) and correlated with the values of urea and creatinine before and after administration. No changes were seen in any of the renal parenchyma. Creatinine values after MCI remained within the normal range, however the values of urea showed on increase significant statistically, therefore ultrasound studies should be conducted to correlated with laboratory testing on a larger number of dogs to determine safety and accuracy of MCI

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:03:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000436292-Texto+Completo-0.pdf: 804834 bytes, checksum: 5514355d098ba33bd90c4716b2ffa7c5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Studies of the neurobiology of aggression suggest that, in general, higher levels of aggression are associated with abnormal brain structure and function. However, the relationship between brain abnormalities and aggression has not been studied systematically, but several lines of evidence imply that abnormal function in brain different regions may be associated with aggression and psychopathy. Objective: The aim of our study was to systematically review the reported studies that addressed this topic – brain abnormalities and aggression – in an effort to clarify the available evidence and develop hypotheses for future studies.Methodological Issues: Medline and PsycINFO data bases from 1987 to 2008 was searched to identify studies of structural and functional brain imaging of persons who engaged in aggressive behavior. The term "violence" was used in many of the articles reviewed, and throughout we use the authors' terminology when describing each study and report the study design. We considered for this review only case-control or cohort studies. In conducting the review, we made an effort to distinguish those studies that included patients with child abuse history. Also, we evaluate case-control studies with (1) aggression-violence “possible” or “probable” and (2) functional studies with functional MRI or PET which include activation task of patients with certain or probable aggressive behavior.Results: Our search identified 30 published studies (29 case-control and 01 cohort) comparing structural brain imaging of violent and nonviolent persons. Some results are inconsistent and contradictory. This situation is primarily due to varying definitions of violence, characteristics of the samples, and the use of different measures to tap neurobiological correlates of violent behavior. The samples in the studies reviewed were generally small, for instance some studies did not include a comparison group of healthy participants. Conclusion: In conclusion, our review highlights evidence that among people with violent or antisocial behavior as compared with those with no such history, had abnormalities in different brain areas most in the frontal lobes including the orbito-frontal, pre-frontal and anterior cingulated cortex among others. These findings also indicate the necessity of future researches taking account not only of the onset and persistence of the aggressive behavior but also gender of the protagonist, child abuse history and larger and more homogeneous samples. / Estudos sobre a neurobiologia do comportamento violento sugerem que, em geral, altos níveis de agressão estão associados com anormalidades estruturais e funcionais do cérebro. Entretanto, a relação entre anormalidades cerebrais e agressão, ainda não foi sistematicamente estudada, mas são muitas as evidências de que o funcionamento anormal de diferentes regiões do cérebro possa estar associado com a agressão e psicopatia. Objetivo: Esse estudo teve como objetivo fazer uma revisão sistemática, de relatos da literatura, sobre anormalidades cerebrais e agressão, na tentativa de identificar as evidências disponíveis e desenvolver hipóteses para estudos futuros.Metodologia: Foram utilizadas as bases de dados do Medline e PsycINFO de 1987 a 2008, com intuito de identificar estudos que se referissem ao comportamento agressivo e/ou violento com evidências de anormalidades na neuroimagem. Foram utilizados os descritores "Aggression"[Mesh] OR "Violence"[Mesh] AND "Diagnostic Imaging"[Mesh], limitando-se aos estudos em seres humanos e aos trabalhos publicados em Inglês, Francês, Espanhol e Português. O termo violência foi usado em muitos dos artigos revisados, e em todo o texto usamos a terminologia dos autores, quando descrevem seus estudos e informam sobre seu desenho. Consideramos para esta revisão somente estudos de caso-controle ou de coorte. Na revisão fizemos um esforço buscando estudos que tivessem incluído pacientes com história de abuso na infância. Nos artigos selecionados, foi realizado o Teste de Relevância para definir a inclusão ou não do estudo nessa análise. Paralelamente foram avaliados dois outros grupos de estudos caso-controle: (1) com agressividade-violência “possível” ou “provável” e neuroimagem, (2) com agressividade-violência “explicitada” ou “possível”, mas que objetivavam estudos funcionais com ressonância magnética ou PET utilizando testes de ativação por imagem ou farmacológicos.Resultados: Nossa pesquisa identificou 30 estudos publicados (29 de caso-controle e 1 de coorte), sempre procurando encontrar a comparação de imagens cerebrais de pessoas violentas com não-violentas. Alguns resultados foram inconsistentes ou contraditórios. Tal circunstância é causada, primariamente, pela variação de definições de violência, característica dessas amostras, e pelo uso de diferentes medidas para explorar correlações neurobiológicas do comportamento violento. As amostras, nos estudos revisados, são geralmente pequenas. Alguns estudos não incluem uma comparação com grupos de pacientes saudáveis. Foi detectado somente 1 trabalho, entre os 30 avaliados, vinculando alterações cerebrais com exame de imagem e trauma na infância. Em relação aos exames de imagem do cérebro, em 29 dos 30 trabalhos selecionados evidenciaram alterações morfológicas e/ou funcionais de determinadas áreas do cérebro predominando nas pessoas com comportamento violento, quando comparadas aos grupos controles.Conclusão: Nossa revisão ressaltou que entre pessoas com comportamento violento e anti-social, quando comparadas com pessoas sem essa história, apresentam anormalidades cerebrais, estruturais e funcionais, em maior quantidade. A maior parte aparece nos lobos frontais, incluindo as áreas órbito-frontal, pré-frontal, e do cíngulo anterior, e em menor quantidade no lobo temporal, entre outras. Entretanto, devido à heterogeneidade dos trabalhos analisados, foi difícil estabelecer padrões e generalizar informações sobre alterações cerebrais, detectadas pelos exames de neuroimagem. Esses achados também indicaram a necessidade de futuros estudos, que considerem não somente a agressão e a persistência do comportamento agressivo, mas também o gênero do protagonista, além de história de abuso na infância, trabalhando com amostras maiores e mais homogêneas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000416908-Texto+Completo-0.pdf: 885300 bytes, checksum: 5452bf642a3ce3b68b89d90eab1512b5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Zebrafish is a small teleost currently used as a model organism in several different areas of research. Its molecular neurobiology and genome similarities to humans allow its use in different types of studies including toxicological, genetic and pathological analysis. Studies have shown iron deficiency can cause anemia and its overload can be related to pathologies such as hereditary haemocromatosis in the liver and neurodegenerative diseases in the brain like Alzheimer and Parkinson. The cholinergic system has been widely used as a parameter to evaluate the action of toxic agents and behavior pattern alternation. Once removed, the acetylcholineterase can cause the accumulation of acetylcholine in the nerves synapses and muscle junctions, resulting in an excitatory transmission increase. The AChE gene was cloned and sequenced in the zebrafish. The increasing use of zebrafish in several studies involving exposure to toxic agents and drugs, supports its use as an attractive experimental model to evaluate the effects of iron in different tissues. Accordingly, the purpose of this study was to evaluate the effects of the exposure to different concentrations of iron on the activity of acetylcholinesterase in brain and liver of adult zebrafish, as well as, to investigate its possible correlation with the content of iron accumulated in each tissue analyzed. In in vitro tests, the iron was able to promote a significant increase in the activity of acetylcholinesterase in brain (52%) and liver (53%) when the tissues were exposed to high concentration of iron tested (2. 6 mM). An increase of enzyme activity was observed in tests in vivo in the presence of 15mg / L of iron, both in brain (62%) and in liver (70%). The analysis of semi-quantitative PCR showed no modulation in the levels of transcripts of the gene encoding acetylcholinesterase in both tissues of zebrafish. Furthermore, it was demonstrated that the iron in the liver was significantly increased when the fish were exposed to 15mg/ L (226%) and 150mg/L (200%) but not in brain. These results indicate that iron can promote significant changes in the activity of acetylcholinesterase, but that increased activity does not appear to be directly related to the increase of iron in tissues of zebrafish. / O zebrafish é um pequeno teleósteo usado atualmente como organismo modelo em diversas áreas das ciências. As bases moleculares da neurobiologia e o genoma similar ao dos humanos proporcionam o seu uso em diversos tipos de estudos, que incluem toxicológicos, genéticos e patológicos. Estudos demonstraram que o déficit de ferro pode gerar diversos tipos de anemias enquanto seu acúmulo pode estar relacionado com diversas patologias, como a Hemocromatose Hereditária, no fígado e Doenças Neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, no cérebro. O sistema colinérgico tem sido amplamente utilizado como parâmetro para avaliar a ação de agentes tóxicos e alteração de padrões comportamentais. A enzima Acetilcolinesterase (AChE), uma vez inibida, pode gerar um acúmulo de acetilcolina nas sinapses nervosas e junções musculares, resultando em um aumento da transmissão excitatória. O gene da AChE foi clonado e seqüenciado no zebrafish. O uso crescente do zebrafish em diversos estudos envolvendo exposição a agentes tóxicos e fármacos, dá suporte a seu uso como um modelo experimental atrativo para avaliar os efeitos do ferro em diferentes tecidos. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da exposição a diferentes concentrações de ferro sobre a atividade da acetilcolinesterase em cérebro e fígado de zebrafish adultos, assim como investigar a possível correlação destes efeitos com o conteúdo de ferro acumulado em cada um dos tecidos analisados. Nos ensaios in vitro, o ferro foi capaz de promover um aumento significativo na atividade da acetilcolinesterase em cérebro (52%) e fígado (53%) quando os tecidos foram expostos a mais alta concentração de ferro testada (2. 6 mM). Um aumento desta atividade enzimática foi observado nos ensaios in vivo, na presença de 15mg/L de ferro, tanto em cérebro (62%) quanto em fígado (70%). A análise de PCR semiquantitativo mostrou não haver modulação nos níveis de transcritos do gene que codifica a AchE em ambos os tecidos de zebrafish. Além disto, foi demonstrado que o ferro estava significativamente aumentado no fígado quando os peixes foram expostos a 15mg/L (226%) e 150mg/L (200%), mas não no cérebro. Estes resultados indicam que o ferro pode promover alterações significativas na atividade da AchE, mas que o aumento da atividade não parece estar diretamente relacionado com o aumento de ferro nestes tecidos de zebrafish.

Orientador: Valeria Valente / Banca: Josane de Freitas Sousa / Banca: Cleslei Fernando Zanelli / Resumo: O glioblastoma (GBM) é o tipo mais comum e mortal de tumor cerebral, sendo que os pacientes apresentam uma sobrevida média de apenas 14 meses. O tratamento é realizado com remoção cirúrgica da massa tumoral, seguida de radioterapia e quimioterapia, porém sua eficácia é muito reduzida devido a acelerada atividade proliferativa e elevada resistência das células tumorais aos agentes genotóxicos. Dados do nosso grupo sustentam a hipótese de que este quadro pode estar associado em parte ao ganho de competência na atividade de reparo de DNA. Demonstramos anteriormente que, a HJURP (HollidayJunctionRecognizing Protein), uma proteína envolvida em reparo de DNA e montagem da cromatina centromérica, está superexpressa nos astrocitomas e que seus altos níveis de expressão estão correlacionados com o pior prognóstico dos pacientes. Dados da literatura evidenciam a existência de três RNAs mensageiros para o locus HJURP. O maior deles, denominado hjurp1, apresenta 9 éxons e codifica a isoformaprotéica A, que contém 748 aminoácidos. Os transcritos 2 e 3 apresentam deleção de alguns éxons, codificando proteínas hipoteticamente menores. Embora existam vários cDNAs depositados no GenBank que corroboram a expressão destes três mRNAs, não há dados na literatura sobre seu padrão de expressão ou a funcionalidade destas isoformas. Sendo assim, neste projeto avaliamos a expressão dos diferentes transcritos do locus HJURP em células de GBM, amostras de diferentes graus de astrocitoma, pares de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glioblastoma (GBM) is the most common and lethal brain tumor in humans, with a median survival rate of ~ 14 months. Standard optimized treatment implies in surgery, followed by radiation and chemotherapy, but it has low efficacy due to tumor fast proliferative activity and high resistance against genotoxic agents. Preliminary data from our group showed that HJURP (Holliday Junction Recognizing Protein), a protein which plays a central role in chromatin assembly and is related to take part in double-stranded DNA breaks (DSBs) repair, is overexpressed in astrocytomas. High levels of this protein have been associated with patient pour prognosis. According to the literature, three transcript variants are predicted to encode HJURP gene. The variant (2) and (3) differ from the main splice variant (1) by the exclusion of some exons, generated by exon skipping. Although many cDNA sequences have been deposited on GeneBank database, it is still unclear their functions and expression pattern among tumors. Thus, in this work, we aimed to evaluate the expression of the three variants of HJURP gene in GBM cells, patient samples of different grades of astrocytoma, and different tumor and non-tumor cell lines. Expression of all transcripts was confirmed by conventional PCR in non-tumoral astrocytes (ACBRI371) and GBM cell lines (U87MG, U138MG, and U251MG). However, T98G and U343MG showed a distinct pattern. The variant (1) was detected in both cell lines, but the variant (3) was only detectable in T98G cells. Using quantitative PCR (q-PCR) we demonstrated that all transcripts were expressed at higher levels in GBM cells than in non-tumoral astrocytes. As we expected, T98G showed the highest levels of HJURP expression (variants 1,2 and 3). We also observed that variant (1) is more abundant in the cell lines. Albeit, there was an overall increase... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tomando os conhecimentos sobre o cérebro como mote organizador, esta tese buscou problematizar a intersecção entre o campo da ciência e o das artes. Para tanto, foi criada a ação artística “Reverberações do Corpo”, que objetivou a produção de uma obra de arte sobre o cérebro e representou um modo de articulação entre os campos do saber. Constituída como uma forma de arte política, envolvendo a participação do outro na confecção de uma obra sobre o cérebro, a ação foi composta pelos trabalhos artísticos produzidos durante a pesquisa e pelos artefatos culturais criados por profissionais de diferentes áreas acadêmicas. Os participantes foram convidados por meio de uma Carta-Convite, que teve origem a partir das problematizações acerca do cérebro e das criações artísticas da pesquisadora, geradas pela dissertação de mestrado, além de questionamentos sobre essa temática que circulam na cultura. A análise dos materiais considerou as reflexões provocadas pelos artefatos culturais e a perspectiva dos profissionais participantes, o encontro entre esses artefatos e a reverberação formada pelas suas reflexões, tanto em relação à produção artística da pesquisadora quanto às próprias análises que compõem a tese. Foram problematizados os discursos contemporâneos sobre o cérebro presentes nos artefatos criados, entre os quais se encontram os conhecimentos produzidos pelas descobertas da neurociência, que têm sido amplamente divulgados na mídia e que fazem parte do repertório cultural da população, a noção de que o cérebro define quem somos, os discursos sobre a plasticidade cerebral e o uso de imagens da neurociência em diferentes contextos, incluindo a compreensão da anatomia e funcionamento cerebral, o diagnóstico e tratamento de doenças, além de sua utilização em áreas híbridas, como o neuromarketing e a neuroeducação. O conceito de reverberação foi utilizado como forma de tensionamento da intersecção proposta nesta pesquisa, produzindo outro tipo de conhecimento, na fronteira entre a arte e a ciência. / Taking knowledge about the brain as an organizing motive, this thesis sought to discuss the intersection between the science and arts fields. For that purpose, an artistic action, "Reverberações do corpo" (Reverberations of the body), was created. It intended to produce a work of art about the brain and represented a connection between these two fields of knowledge. Conceived as a form of political art and comprising the engagement of the other in the making of a work about the brain, the action comprehended the artistic works presented throughout the research process and the cultural artefacts produced by professionals from different academic fields. Participants were brought on by means of an invitation letter originated from discussions about the brain and the researcher's own artistic creations which derive from her master's dissertation in addition to related topics that populate the cultural sphere. Assesment of the material took into account the reflections stirred by these cultural artefacts and the viewpoint of the participants, the meeting point of these artefacts and the reverberations caused by their reflection concerning the researcher's artistic production as well as the analyses within the thesis. We examine the contemporary discourses about the brain in these works. Those comprise knowledge produced by the new findings in neuroscience highly publicized in the media which are part of the general cultural repertoire, the notion that brain defines who we are, discourses about brain plasticity and usage of neuroscience images in various contexts including the comprehension of anatomy and brain function, diagnosis and treatment of diseases and also its usage in hybrid fields like neuromarketing and neuroeducation. The reverberation concept was used as a way of stretching and tightening the intersection proposed in this research work, generating another kind of knowledge, on the limits of art and science.