O aumento da longevidade da população mundial tem como conseqüência uma maior prevalência de doenças neurodegenerativas. A Doença de Alzheimer (DA) é a desordem neurodegenerativa mais prevalente e a principal causa de demência após os 60 anos. A DA caracteriza-se por um crescente declínio na função mental e memória do paciente. Esses sintomas são explicados por uma marcante perda neuronal e pela presença de alterações estruturais no tecido cerebral: os emaranhados neurofibrilares (NFTs) intracelulares constituídos pela proteína tau hiperfosforilada e as placas senis extracelulares constituídas pela proteína beta-amilóide (Aß). Estudos recentes têm evidenciado que um processo inflamatório crônico, desencadeado pelo acúmulo de Aß, possui um papel central no processo neurodegenerativo da DA. Alguns dos componentes característicos da neuroinflamação na DA são astrogliose, microgliose e elevação dos níveis de citocinas. Estratégias terapêuticas para o tratamento de doenças do SNC têm sido amplamente pesquisadas. Dentre essas moléculas a melatonina tem demonstrado potencial atividade neuroprotetora, porém os mecanismos celulares e moleculares para esta atividade permanecem pouco conhecidos. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo investigar o efeito neuroprotetor da melatonina em modelo in vitro de toxicidade do Aß25-35. Para esse propósito foram utilizadas culturas de hipocampo de rato tratadas cronicamente com melatonina, nas concentrações de 25µM, 50µM ou 100µM, e expostas a 25µM do peptídeo Aß por 6h, 12h, 24h ou 48h.A morte celular foi quantificada pela medida da incorporação de iodeto de propídeo (IP), um marcador de morte celular. Os resultados do presente estudo mostraram que o tratamento com melatonina nas concentrações de 50µM e 100µM preveniu a morte celular induzida pela exposição das culturas organotípicas de hipocampo de rato ao peptídeo Aß por 48h. A melatonina em todas as concentrações usadas nesse trabalho preveniu a hiperfosforilação da proteína tau induzida pela exposição por 48h ao peptídeo Aß. A ativação da GSK-3ß observada após 12h de exposição ao Aß25- 35 foi prevenida pelo pré-tratamento com 100µM de melatonina. Uma significante ativação glial foi observada após 48h de exposição das culturas organotípicas ao Aß, evidenciado através do aumento do imunoconteúdo da GFAP e da reatividade da Isolectina B4, enquanto que o tratamento com melatonina 100µM foi capaz de prevenir a ativação de astrócitos e microglia. Os níveis de TNF-a mostraram-se aumentados após 24h e 48h de exposição ao Aß e foi observada redução significativa desses nas culturas pré-tratadas com melatonina 100µM. Os níveis de IL-6 aumentaram apenas após 48h de exposição ao Aß25-35, sendo esse efeito prevenido pela melatonina na concentração de 100µM. O tratamento das culturas com melatonina por 14 dias antes da exposição ao peptídeo Aß25-35 apresentou efeito neuroprotetor no modelo in vitro de toxicidade ao peptídeo beta-amilóide. Embora mais estudos sejam necessários para compreensão do mecanismo neuroprotetor da melatonina nessa patogênese, os resultados desse trabalho sugerem que a melatonina possa exercer sua neuroproteção através da inibição da hiperfosforilação da proteína tau, diminuição da atividade da GSK-3ß, prevenção da ativação de astrócitos e da microglia e inibição da liberação dos mediadores pró-inflamatórios TNF-a e IL-6. / The increase of the average life expectancy of the world-wide population has been followed by increase in the prevalence of neurodegenerative diseases. Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent age-related neurodegenerative disorder affecting people 60 years and older. The AD is characterized for an increasing decline in the mental function and memory of the patient. These symptoms are explained by a marked neuronal loss and the presence of structural alterations in the cerebral tissue: the intracellular neurofibrilary tangles (NFTs) of the hyperphosphorylated protein tau and extracellular amyloid-beta (Aß) into senile plaques. Recent evidence suggests that a chronic inflammatory process, triggered by Aß deposition, plays an important role in the pathogenesis of AD. Neuroinflammation associated with AD is characterized by astrogliosis, microgliosis and citokyne elevation. Therapeutic strategies for the treatment of CNS diseases have been widely researched. Substantial evidence indicates that melatonin has neuroprotective effects; however, the cellular and molecular mechanisms remain poorly informed. Therefore, the present work was designed to investigate the neuroprotective effects in an in vitro model of toxicity by Aß25-35. For this purpose, organotypic slice cultures of rat hippocampus were treated chronically with melatonin, 25µM, 50µM or 100µM, and then exposed to 25µM of Aß25-35 for 6h, 12h, 24h or 48h. Cell death was quantified by measuring propidium iodide (PI) uptake, a marker of necrotic dead cell. The results of the present study had shown that the pretreatment with melatonin, at concentrations of 50µM and 100µM, prevented cell damage in hippocampus induced by the exposure to 25µM of Aß25-35 for 48h. The treatment with melatonin in all the concentrations prevented the hyperphosphorylation of protein tau induced by 25µM of Aß25- 35 peptide. Melatonin also prevents GSK-3ß activation after 12h of Aß exposition. A marked glial activation was showed after exposure of hippocampal cultures to Aß25-35 for 48h, as evidenced by GFAP and Isolectin B4 increase in reactivity, and the treatment with 100µM of melatonin prevented the activation of astrocytes and microglia.The exposure to 25µM of Aß25-35 for 24h and 48h increased the TNF-α concentration in the medium and the pretreatment with 100µM of melatonin significantly reduced the levels of this cytokine after 48h of exposure to peptide. In addition, IL-6 levels increased only after 48h of exposition to Aß25-35 and the pretreatment with 100µM of melatonin also prevented this increase. The treatment of cultures with melatonin for 14 days before the peptide exposure exercised neuroprotective effects in the in vitro model of toxicity by Aß25-35. Although further studies are necessary for understanding the neuroprotective mechanisms in AD, the data suggests that the melatonin could to exert neuroprotection through the inhibition of tau hyperphosphorylation, reduction of GSK-3ß activity, prevent microglial and astroglial activation and reduce the release of pro-inflammatory factors, as TNF-a and IL-6.

A doença de Alzheimer é a principal e a mais comum desordem neurodegenerativa relacionada à idade. O número de pessoas afetadas pela doença de Alzheimer vem crescendo bastante nos últimos anos, principalmente devido ao aumento da expectativa de vida da população. As causas para o desenvolvimento da doença de Alzheimer são bastante complexas, envolvendo uma combinação de fatores genéticos, moleculares e ambientais. Os emaranhados neurofibrilares, constituídos pela proteína tau hiperfosforilada, e as placas senis, compostas pelo peptídeo β-amiloide, são as duas principais alterações fisiopatológicas encontradas nessa patologia. Existe uma ampla variedade de evidências genéticas, fisiológicas e bioquímicas que suportam a ideia que o peptídeo β-amiloide é ao menos uma das causas que originam a doença de Alzheimer. Na forma monomérica, o peptídeo β-amiloide parece não exercer efeitos tóxicos. Porém, conforme estas formas monoméricas se polimerizam formando intermediários solúveis denominados oligômeros, e por fim protofibrilas e fibrilas, exercem consideráveis efeitos neurotóxicos. Os oligômeros do peptídeo β-amiloide são capazes de se correlacionar de forma mais consistente com os distúrbios cognitivos observados na doença de Alzheimer. Além disso, diversos trabalhos atribuem às alterações sinápticas um dos principais mecanismos de toxicidade dos oligômeros do peptídeo β- amiloide. Para isso, diversas vias de sinalização sofrem alteração no seu funcionamento, como a via das MAPKs, destacando as proteínas JNK1/2 e ERK1/2, e a via Wnt/β-catenina. Neste trabalho nós procuramos avaliar os mecanismos moleculares de toxicidade dos oligômeros do peptídeo β-amiloide em culturas organotípicas de hipocampo de ratos. Para isso, as culturas foram expostas às concentrações de 0,5; 1 e 2 μM por um período de 48h. A morte celular foi avaliada a partir da incorporação do iodeto de propídeo, um marcador de morte celular de células principalmente em processo de necrose. A exposição das culturas a todas as concentrações testadas não foi capaz de causar um aumento significativo na morte celular. Entretanto, observamos um decréscimo nos níveis da proteína sinaptofisina por Western blotting em todas as concentrações utilizadas. Essas alterações nos níveis de sinaptofisina foram acompanhadas pela ativação da proteína JNK, ou seja, pelo aumento da sua fosforilação, e pela inibição da proteína ERK, que teve seus níveis de fosforilação diminuídos. Nós também observamos uma diminuição no imunoconteúdo da proteína β-catenina. A avaliação dos níveis de fosforilação da GSK-3β e β-catenina não apresentou resultado significativo. Embora mais estudos sejam necessários para avaliar os mecanismos de toxicidade dos oligômeros do peptídeo β-amiloide, nossos resultados sugerem uma perda sináptica nas culturas organotípicas, uma das primeiras características observadas na doença de Alzheimer. Acreditamos que esse modelo possa ser utilizado no estudo de fatores fisiológicos e compostos farmacológicos relacionados com a doença de Alzheimer. / Alzheimer’s disease is the principal and the most common neurodegenerative age-related disorder. The number of patients affected by Alzheimer’s disease has increased greatly in recent years, mainly due to increase in life expectancy of the population. The causes for the development of Alzheimer’s disease are quite complex, involving a combination of genetics, molecular, and environmental factors. Neurofibrillary tangles, formed by hyperphosphorylated tau protein, and senile plaques, composed of amyloid-β peptide, are the two major pathological changes found in Alzheimer’s disease. A wide variety of genetic, physiological, and biochemical evidences support the idea that amyloid-β peptide is at least one of the main causes of Alzheimer’s disease. In monomeric form the amyloid-β peptide appears did not exert toxic effects. However, as these monomers polymerize forming soluble intermediates called oligomers, and after protofibrils and fibrils, exert considerable neurotoxic effects. The amyloid-β oligomers peptide are more consistently correlated to cognitive disturbances observed in Alzheimer’s disease. In addition, several works have attributed to synaptic changes a major mechanism of amyloid-β oligomers toxicity. Several signaling pathways become altered in their work due to amyloid-β oligomers, such as MAPK pathway, highlighting JNK1/2 and ERK1/2 proteins, and Wnt/β-catenina. In this work, we evaluated the molecular mechanisms of amyloid-β oligomers toxicity in rat organotypic hippocampal slice cultures. For this purpose, cultures were exposed to concentrations of 0.5, 1, and 2 μM of amyloid-β oligomers for 48h. Cell death was assessed from the incorporation of propidium iodide, a marker of cell that are mainly in the necrosis process death. Exposure of all concentrations tested was not able to induce a significant increase in cell death in cultures. However, a decrease in synaptophysin protein levels by Western blotting occured in all concentrations. These changes in synaptophysin levels were accompanied by JNK activation and ERK inhibition. We also observed a decrease in β-catenin protein immunocontent. The evaluation of GSK-3β and β-catenin phosphorylation showed no significant alterations. Although further studies are necessary for understanding the mechanisms underlying amyloid-β oligomers toxicity, our data suggest synaptic loss in organotypic cultures, one of the earlier characteristics of AD, may be considered a good model to study physiologic factors and pharmacologic compounds AD-related.

Introdução: Indíviduos com danos cerebrais podem apresentar dissociação na produção de verbos e substantivos. Há uma maior diversidade de transtornos neurológicos que apresentam prejuízo na produção de verbos do que de substantivos, e esses transtornos normalmente apresentam danos em circuitos cerebrais frontais. No entanto, pouco se sabe sobre a natureza do prejuízo na produção de verbos em cada transtorno neurológico. Objetivo: A presente tese de doutorado teve como objetivo investigar a produção de verbos em diferentes doenças neurodegenerativas e no envelhecimento normal através das tarefas de fluência e nomeação de verbos. Métodos: para atingir o objetivo geral, foram realizados três estudos que originaram três artigos científicos. O primeiro artigo realizou uma adaptação da tarefa de fluência de verbos para o português brasileiro, obteve a performance de 62 brasileiros idosos saudáveis para esta tarefa e a influência de fatores demográficos, clínicos e da aplicação de outras tarefas de fluência verbal previamente à fluência de verbos. O segundo artigo investigou a natureza dos déficits da produção de verbos na doença de Alzheimer (DA). Para isso 35 pacientes com DA em fase leve e moderada foram avaliados para as tarefas de fluência e nomeação de verbos, assim como 35 idosos saudáveis (controles). Também analisou-se a influência da frequência das palavras nas tarefas estudadas. O terceiro artigo, investigou a natureza dos déficits na produção de verbos na Afasia Progressiva Primária (APP) não-fluente. Foram avaliados 12 pacientes com APP não-fluente e 9 sujeitos controle. Todos partcipantes foram avaliados através de tarefas de nomeação e fluência de verbos e de substantivos. Um efeito de manipulabilidade foi estudado na tarefa de nomeação. Correlatos neurais foram investigados utilizado a técnica de Voxel Based Morphometry (VBM) a partir de imagens de ressonância magnética (RM) estrutural dos pacientes. Resultados: No primeiro artigo obteve-se a performance dos idosos saudáveis na fluência de verbos (11,73±5,80), a correlação com a escolaridade (r=0,616), MEEM escore total (r=0,399), MEEM Atenção e Cálculo (r=0,393), e MEEM Linguagem (r=0,322). Não houve influência da aplicação prévia de tarefas de fluência verbal na fuência de verbos. No segundo artigo, os pacientes com DA mostraram prejuízo tanto na tarefa de nomeação de verbos (p<0,000; F=36,983) quanto na fluência de verbos (p<0,000; F=21,460), porém a primeira foi mais comprometida que a segunda. A performance dos pacientes com DA na nomeação de verbos foi influenciada pela severidade da doença e pela frequência das palavras. No terceiro artigo, os pacientes com APP não-fluente foram comprometidos em todas tarefas de nomeação e de fluência verbal, porém foram significativamente piores em verbos do que em substantivos. Não houve efeito de manipulabilidade. As áreas atróficas Broadmann 44 (p<0,001) e giro pré-central (p<0,001) se correlacionaram com o prejuízo na nomeação de verbos, enquanto as áreas atróficas 44 e 45 de Broadman (p<0,001, ambas) se correlacionaram com o prejuízo na fluência de verbos. Conclusões: Nossos achados indicam que o prejuízo na produção de verbos parece ter uma natureza predominantemente semântica na DA e prodominantemente gramatical na APP não fluente. As evidências levantam questões importantes também para a neurobiologia da linguagem. / Background: Individuals with brain damage may show dissociation in the verb and noun production. There is a larger diversity of neurological disorders that show impairment in verbs rather in nouns, and these disorders use to present damage in the frontal brain circuits. However, little is known about the nature of the verb production impairment in each one of these neurological disorders. Objective: The current doctoral thesis had the aim of investigating the verb production in different neurodegenerative diseases and in the normal elderly, using verb fluency and verb naming tasks. Methods: to reach the main aim, we carried out three studies that resulted in three articles. In the first article we adapted the verb fluency task for Brazilian Portuguese, we obtained the performance of 62 healthy elderly people for this task, and we verified the influence of demographic and clinical factors as well as of the previous application of other verbal fluency tasks. The second article investigated the nature of the verb production deficits in the Alzheimer’s disease (AD). Thirty-five mild and moderate AD patients and 35 healthy controls were evaluated for verb fluency and verb naming tasks. It also analyzed the influence of word frequency in the used tasks. The third article investigated the nature of verb production deficits in the nonfluent variant of Primary Progressive Aphasia (nfPPA). Twelve patients with nfPPA and 9 healthy controls were evaluated for verb and noun fluency and naming tasks. A manipulability effect was studied in the naming task. Neural correlates were investigated by Voxel Based Morphometry (VBM) of structural Magnetic Ressonance Imaging (MRI) of the patients. Results: The first article obtained the healthy elderly people performance for verb fluency (11.73±5.80), a correlation with education (r=0.616), MMSE total score (r=0.399), MMSE Attention and Calculation (r=0.393), and with MMSE Language (r=0.322). There was no influence of previous application of verbal fluency tasks on the verb fluency. In the second article, the AD patients showed deficits in the verb naming (p<0.000; F=36.983) and in the verb fluency (p<0.000; F=21.460), however the first task was more impaired than the second one. The AD patients performance in the verb naming was influenced by the disease severity and by word frequency. In the third article, the nfPPA patients were impaired in all naming and fluency tasks, however they were significantly worse in verbs than in nouns. There was no effect of manipulability. Atrophy on BA 44 (p<0.001) and on precentral gyrus (p<0.001) correlated with impairment in verb naming. Atrophy on BA 44 and 45 (p<0.001 for both) correlated with impairment in verb fluency. Conclusions: Our findings indicate the verb production deficits seem to have a more predominant semantic nature in AD and more predominant grammatical nature in nfPPA. This evidence brings up important questions for the neurobiology of language.

A doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada por perda da memória e das demais funções cognitivas. Sua patogenia envolve a produção do peptídeo β-amiloide (Aβ), através da clivagem da proteína precursora amiloide (APP) por β- e γ-secretases (amiloidogênese), e a posterior agregação do Aβ em oligômeros e/ou fibrilas. A toxicidade do Aβ tem sido associada a diversos mecanismos, a incluir desde seu efeito oxidante e inflamatório, até sua propriedade de induzir necrose por ruptura das membranas neurais, ou apoptose via ativação de cascatas sinalizatórias. Como etapa comum a estes mecanismos de toxicidade, a interação do peptídeo com membranas neurais, em particular com o gangliosídio GM1 (constituinte dos rafts), parece ser indispensável ao dano neural associado ao peptídeo, bem como à ativação da cascata amiloide que caracteriza o ciclo patológico Aβ-amiloidogênese. O GM1 é um gangliosídio de membrana que, quando administrado exogenamente, apresenta propriedades neurotróficas e neuroprotetoras, inclusive em modelos de DA. Os mecanismos envolvidos nesta neuroproteção, no entanto, ainda precisam ser melhor elucidados. Com isto, o objetivo da presente tese foi avaliar o potencial efeito neuroprotetor do GM1 em modelo in vivo e in vitro de toxicidade do Aβ1-42 fibrilado, e propor mecanismos para esta neuroproteção. Inicialmente, demonstramos que o GM1 (0,30 mg/kg), quando co-administrado (icv) com Aβ (2 nmol) previne o déficit cognitivo induzido pelo peptídeo (teste de reconhecimento de objetos), bem como a redução na atividade da Na+,K+-ATPase (enzima envolvida na regulação da transmissão sináptica) no hipocampo de ratos Wistar machos. Demonstrou-se, além disso, que este efeito neuroprotetor do GM1 é acompanhado de aumento nas defesas antioxidantes, em córtex e hipocampo (TRAP). Como a toxicidade do Aβ e a modulação da amiloidogênese parecem ser dependentes de alterações na estrutura dos microdomínios de membrana (rafts), investigamos o efeito da injeção (icv) de Aβ e do tratamento (icv) com GM1 sobre a integridade dos rafts e sobre a distribuição das proteínas APP e BACE1 (β-secretase) nestes microdomínios. Observamos que o Aβ promoveu um desmonte parcial nos rafts, acompanhado de um aumento na distribuição de APP e BACE1 nestes microdomínios, efeitos estes que foram prevenidos pelo tratamento com GM1. Em virtude de os rafts modularem diversas funções neurais, e de a co-localização de APP e BACE1 nos rafts ser um evento necessário a amiloidogênese, os resultados aqui obtidos, reforçam a ideia de que o GM1 exerça sua função neuroprotetora ao preservar a arquitetura das membranas e que o mesmo poderia frear a ativação da amiloidogênese induzida pelo Aβ, ao prevenir a redistribuição das proteínas APP e BACE1 aos rafts lipídicos. A fim de avaliar a atividade neuroprotetora do GM1 em modelo in vitro da DA, e de investigar a sua propriedade de interagir com o Aβ impedindo a interação deste às membranas neurais, avaliamos o efeito da incubação de GM1 (10, 20 e 30μM) frente à toxicidade do Aβ (0,5μM) em células de neuroblastoma humano SH-SY5Y, bem como, verificamos o efeito de uma prévia incubação Aβ-GM1 (in vitro) sobre a toxicidade induzida pelo peptídeo. Como resultado, observamos que o GM1 promoveu neuroproteção nas três concentrações testadas e que esta neuroproteção foi, pelo menos parcialmente, mediada por sua capacidade de interagir in vitro com o Aβ. Nossos dados, em conjunto, reforçam as evidências que apontam o GM1 como uma potencial droga neuroprotetora em modelos de DA. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by a loss of memory and impairment of other cognitive functions. Its pathogenesis involves the production of β-amyloid peptide (Aβ) by cleavage of the amyloid precursor protein (APP) by β- and γ-secretases (amyloidogenesis) and the subsequent aggregation of Aβ into oligomers and/or fibrils. Aβ toxicity has been associated with several mechanisms, ranging from its oxidant and inflammatory effects until their property to induce necrosis by neural membrane rupture, or apoptosis via activation of signaling cascades. As a common step to these toxicity mechanisms, the peptide interaction with neural membranes, particularly with GM1 ganglioside (component of membrane rafts), seems to be pivotal to the peptide induced neural damage, as well as the amyloid cascade activation that characterizes the pathological vicious cycle Aβ- amyloidogenesis. GM1 is a membrane ganglioside provided of neurotrophic and neuroprotective properties in AD models, when exogenously administered. The mechanisms of neuroprotection, however, need to be further elucidated. By this way, the aim of this PhD thesis was to evaluate the potential neuroprotective effect of GM1 in in vivo and in vitro models of fibrilar Aβ1-42 toxicity, and to propose mechanisms for this neuroprotection. Initially, we demonstrated that GM1 (0.30 mg/kg.), when co-administered (icv) with Aβ (2nmol), prevents the peptide induced cognitive deficit (object recognition task), as well as Aβ induced reduction in Na+,K+-ATPase activity (a enzyme involved in synaptic transmission regulation) in the hippocampus from male Wistar rats. We have shown, furthermore, that this neuroprotective effect of GM1 is accompanied by an increase in antioxidant defenses in the cortex and hippocampus (TRAP). As Aβ toxicity, as well as the modulation of amyloidogenesis, appear to be dependent on changes in the structure of membrane microdomains (rafts), we have investigated the effect of Aβ icv injection and GM1icv treatment on raft integrity and on the distribution of APP and BACE1 (β- secretase) proteins in these microdomains. As result, Aβ promoted a partial raft disassemble, accompanied by an increase in the distribution of APP and BACE1 to these microdomains, effects that were prevented by GM1 treatment. Considering that rafts modulate several neural functions, and that APP and BACE1 co-localization into lipid rafts is pivotal to amyloidogenesis, our results reinforce the idea that GM1 neuroprotection is mediated by membrane architecture preservation, and that GM1 treatment could slow down the Aβ induced activation of amyloidogenesis, by prevention of APP and BACE1 redistribution into lipid rafts. In order to evaluate the GM1 neuroprotective activity in an in vitro AD model, and to investigate GM1 property of interacting with Aβ and preventing its interaction with neuronal membranes, we evaluated GM1 (10, 20 and 30μM) effect against Aβ (0,5 μM)-induced toxicity in SHSY5Y human neuroblastoma cells, as well as, we verified the effect of a Aβ-GM1 in vitro preincubation on the peptide-induced toxicity. As our results indicate, the three tested GM1 concentrations promoted neuroprotection and this effect was, at least partially, mediated by its ability to in vitro interact with Aβ peptide. Our data, when taken together, reinforce the evidence suggesting GM1 as a potential neuroprotective drug in AD models.

Muitos trabalhos têm demonstrado que a deficiência cerebral de insulina ou um estado de resistência cerebral a esta são parte da fisiopatogenia da Doença de Alzheimer (DA). A estreptozotocina é uma substância que vem sendo utilizada, por administração intracerebroventricular, para produzir um modelo de doença de Alzheimer esporádica com características neuroquímicas e fisiopatológicas semelhantes à DA em roedores através da dessenbililização dos receptores de insulina, especialmente em hipocampo e córtex cerebral. Dessa forma, este trabalho tem como principal objetivo, avaliar as alterações neurogliais em hipocampo de ratos expostos à estreptozotocina intracerebroventricular, bem como o efeito de estratégias terapêuticas, através da medida da secreção da proteína S100B, medida de GFAP, GSH, GS, captação de glutamato, estresse oxidativo e nitrosativo e análise comportamental. Como resultado, encontramos declínio cognitivo, estresse oxidativo e nitrosativo e alterações astrocíticas hipocampais, especialmente relacionadas ao metabolismo do glutamato, à defesa antioxidante e à secreção da proteína S100B, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas e patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas, incluindo a Doença de Alzheimer. Ainda, observou-se o efeito neuroprotetor do composto anti-glicação aminoguanidina, bem como do exercício físico em esteira sobre os animais expostos à estreptozotocina intracerebroventricular. Ambos mostraram-se eficazes na recuperação do déficit cognitivo causado pelo modelo, bem como das alterações astrocíticas e do estresse oxidativo/nitrosativo. Além disso, mostrou-se que a aminoguanidina e a corrida em esteira são importantes estratégias antioxidantes, podendo servir de agentes potenciais na busca de alternativas para o tratamento de doenças tão incapacitantes e incidentes como a Doença de Alzheimer. Por fim, este trabalho confirma o comprometimento cognitivo e o estresse oxidativo presentes no modelo, os quais se somam às alterações funcionais encontradas nos astrócitos. Tais alterações também estão presentes na DA, apontando a interação neuroglial como um importante alvo de estudo na doença e na busca por alternativas terapêuticas. / Many studies have been shown that a brain´s insulin deficiency and/or a resistance state participate of the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Streptozotocin is a drug that has been used via intracerebroventricular to produce a model of dementia in rodents with neurochemical and morphological characteristics similar to DA by desensitization of insulin receptors, especially in the hippocampus and cerebral cortex. In this way, the main aim of the present study is to investigate the neuroglial changes in hippocampus of rats submitted to intracerebroventricular streptozotocin, as well as therapeutic strategies by measuring secretion of S100B, content of GFAP, GSH and GS, glutamate uptake, oxidative and nitrosative stress as well behavioral analysis. The results show cognitive decline, oxidative/nitrosative stress and hippocampal astrocytic changes, particularly related to glutamate metabolism, antioxidant defense and secretion of S100B protein, which can act in the astrocyte-neuron signaling over physiological and several pathological disorders, including Alzheimer's disease. Besides, it was observed the neuroprotective effect of the anti-glycation compound aminoguanidine, as well as treadmill running on intracerebroventricular streptozotocin treated animals. Both were effective in the recovery of cognitive deficit caused by the model, as well as the astrocytic changes and oxidative/nitrosative stress. Moreover, it was shown that aminoguanidine and treadmill running are important antioxidant strategies, being potential agents in the search for alternatives to the treatment of debilitating and incidents disorders such as Alzheimer's disease. Finally, this study confirms the cognitive impairment and oxidative stress of this model, associated to the alterations in the functioning of astrocytes. Such changes are also present in AD, pointed to the neuroglial interaction as an important target of study in this condition and in the search for alternative therapies.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T14:22:20Z No. of bitstreams: 2 122Tese Roberta final Bib Central.pdf: 5487110 bytes, checksum: 1c6bb6e8403d263eac35107f5ca76519 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T14:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 122Tese Roberta final Bib Central.pdf: 5487110 bytes, checksum: 1c6bb6e8403d263eac35107f5ca76519 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES; FACEPE; PROPESQ-UFPE / A Degeneração Neuronal (DN) é um processo complexo e multifatorial, presente em várias desordens neuropsiquiátricas, como a Doença de Fahr (DF) e a Doença de Alzheimer (DA), entre outras. Este trabalho teve como objetivo, estudar fatores de risco genéticos, em dois modelos de doenças neurodegenerativas, através de sequencimentos e métodos de bioinformática. O screening de genes e variações candidatas foi realizado através de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), seguido de Sequenciamento Automático Direto do DNA. Para a DF, também conhecida como Calcificação Idiopática dos Gânglios da Base (IBGC) dois genes foram investigados, o gene MGEA6/CTAGE lócus IBGC1 e o gene SLC20A2 lócus IBGC3. As variações candidatas para DA foram selecionadas a partir de um pipeline de bioinformática, onde informações genéticas de diferentes bancos de dados foram integradas, sendo os principais genes estudados: COX-2, IL1a e CD83. Os resultados das genotipagens não identificaram, em ambos os grupos de controles e afetados, a variação Pro521Ala (rs36060072) / MEGEA6 lócus IBGC1. Essas genotipagens contribuíram para a diminuição da freqüência alélica mínima dessa variante, demonstrando o quanto ela é rara e ausente nessa amostra da população Brasileira. Para o segundo lócus analisado, IBGC3 gene SLC20A2, os achados tem mostrado novas variações em diferentes exons e estes estão associadas a mais de 40% das famílias com IBGC analisadas. No entanto, algumas famílias recrutadas foram excluídas para esses dois loci, sugerindo adicional heterogeneidade genética. Paralelamente, os resultados do ensaio experimental do screening das variações candidatas para DA, só foi permito em parte, pois apenas variações do tipo SNPs: “rs2745557”_COX2 (exon 1) e “rs17561”_IL1A (exon5), foram detectadas, sendo a grande maioria das variações preditas, INDELs (1 a 10pb), não encontradas. O desafio atual é aperfeiçoar os métodos de sequenciamentos, principalmente através do uso novas plataformas de sequenciamentos. Há uma grande expectativa de que um melhor entendimento, das bases biológicas destes dois distúrbios investigados, possa contribuir para a compreensão amplamente de outras doenças neuropsiquiátricas.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1537_1.pdf: 9274527 bytes, checksum: 3a63d7fc1e96554e66a516ab6af4bddd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Lectinas são proteínas presentes em diferentes organismos, dos quais são isoladas; possuem origem não imune e habilidade para se ligarem a carboidratos ou glicoconjugados, através de sítios específicos; forças de interação eletrostática e a presença de íons metálicos podem influenciar o processo de ligação. Neste trabalho, foram avaliadas a lectina de folhas de Bauhinia monandra, BmoLL, e a lectina do líquen Cladonia verticillaris, ClaveLL. A investigação e conseqüente emprego biotecnológico de lectinas como proteínas com ação antimicrobiana e inseticida, bem como sua utilidade em histoquímica no estudo e diagnóstico de patologias, estimularam a realização desta Tese. As lectinas foram avaliadas quanto a potencial ação contra bactérias e espécies fúngicas do gênero Fusarium, como proteínas inseticidas para a espécie de cupins Nasutitermes corniger, e também como ferramentas histoquímicas para a investigação histopatológica dos hipocampos de pacientes com doença de Alzheimer. BmoLL e ClaveLL são ativas contra diferentes espécies de Fusarium (F. solani, F. lateritium, F. fusarioides, F. moniliforme e F. verticiloides com BmoLL; e Fusarium verticiloides, F. descemcellulare, F. fusarioides, F. oxysporum e F. moniliforme com ClaveLL) e são hábeis em aglutinar, como também inibir a proliferação de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. BmoLL e ClaveLL possuem ação não repelente e inseticida contra N. corniger. Em histoquímica de hipocampo, BmoLL (galactose-específica) reconhece o citoplasma neuronal e marca intensamente corpos amiláceos que ocorrem em abundância; ClaveLL (com elevada afinidade por N-acetil-D-glicosamina e glicoproteínas) reconhece intensamente células neuronais e corpos amiláceos e, mais importante, marca neurônios lesionados com emaranhados neurofibrilares ou com degeneração grânulovacuolar, degenerações que são típicas da doença de Alzheimer

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5101_1.pdf: 2688583 bytes, checksum: ec5016fd9265d3875ca7a0f2016ec186 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A degeneração neuronal (DN) é um fenômeno complexo, induzido por diversos fatores e presente em várias doenças neuropsiquiátricas tais como a doença de Alzheimer, doença de Fahr (DF) e esclerose lateral amiotrófica (ELA). No entanto, pouco se conhece sobre os fatores de risco genético para doenças neurodegenerativas. Atualmente tenta-se definir os painéis moleculares genéticos relacionados com a DN através do uso de diversas técnicas de biologia molecular e de bioinformática. O propósito deste estudo é utilizar várias dessas técnicas para investigar polimorfismos genéticos em doenças que se apresentem com DN, tais como a DF e a ELA. Análises de ligação em famílias com DF sugerem a presença de heterogeneidade genética, clínica e de neuroimagem, mesmo dentro da mesma família. Durante a caracterização deste processo foi identificado mais uma família com DF possivelmente ligada ao cromossomo 14 e um novo gene intitulado TULIP1. Além disso, com o auxílio de análise paramétrica e não paramétrica foi mapeado o gene no cromossomo 20 para uma extensa família com ELA. Após a identificação da mutação propriamente dita foi possível simular as alterações tridimensionais na estrutura da proteína sintetizada pelo gene mutado. Esses estudos sugerem que diversos grupos de genes atuam no processo de DN

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ricardo Lorenzoni.pdf: 2169381 bytes, checksum: 9b086c1fe18c612a1d43ebe5f91c0f8f (MD5) Ricardo Lorenzoni.pdf.jpg: 3465 bytes, checksum: 60fb1578356f3148589233475ed9e01a (MD5) Previous issue date: 2012-04-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The hypothesis of Alzheimer s Disease (DA) may be related to high serum cholesterol levels made lipid-lowering drugs, as lovastatin (LV) and simvastatin (SV), potential choices of treatment against this disease. However, low levels of simvastatin and lovastatin are able to cross the blood brain barrier (BHE) and side effects associated to these drugs are a problem for their use in diseases affecting the central nervous system (SNC). Therefore, considering the therapeutic potentials of nanocapsules, the aim of this work was develop, characterize and evaluate the biological effect of NC containing SV or LV in animal models of DA induced by hypercholesterolemia. NC polymeric suspensions were prepared with SV (NCSV) or LV (NCLV) by interfacial deposition of preformed polymers. NCLV and NCSV exhibited average particle size of 204.0 ± 1.5 nm and 205.5 ± 0.5 nm, respectively, as monodispersed systems, with slightly acid pH (around 6) and negative zata potential (-23.29 ± 0.80 for NCLV and -19.5 ± 0.13 mV for NCSV). The analysis by fourier transform infrared spectroscopy and differential canning calorimetry (DSC) indicated that no chemical reactions occurred among components during nanocapsule preparation. The DSC analysis showed that sorbitan monostearate was dissolved in the oil core. The X-ray diffractometry, scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy and drug content showed that a large amount lovastatine was presented in a crystalline form in NCLV, and they were not encapsulated. On the other hand, for NCSV, simvastatin was amorphous, indicating absent of drug crystals and that the drug was molecularly dispersed in NC. The encapsulation efficacy of LV was low (21.52 ± 1.4 %) while of SV was very high (99.18 ± 0.7 %). The animals fed with hyperlipemic diet showed significantly increase of serum cholesterol levels and LDL-cholesterol, however the treatment with unencapsulated SV and nanocapsules loading SV 1 mg/kg/dia and 3 mg/kg/day, during 45 days, not sufficient for reducing these biochemistry parameters. The serum triglycerides and VLDL-cholesterol levels did not show significant variations. The HDL-cholesterol was higher for animals treated with free SV (3mg/kg/day). The animals fed with hyperlipemic diet and/or treated with free drug or loaded in nanocapsules didi not show any increase of liver transaminases, indicating that there was no liver damage. The activity of pyruvate kinase and creatine kinase suggested that there were not any changes in neuronal energy metabolism. The hypercholesterolemia was capable of inducing alterations in cognition in Wistar rats. The NCSV showed promising effects in DA, once the animals were able to enhance memory when subjected to passive avoidance test. Free SV led to no significant alterations in learning and memory. The histology results suggested the presence of some brain lesions in some groups, indicating a possible neurodegeneration. Based on these results, we can conclude that simvastatin nanocapsules are a promising alternative in the treatment of cognitive loss due to high cholesterol levels and deserves more studies. / A hipótese de que o desenvolvimento da Doença de Alzheimer (DA) pode estar relacionado com altos níveis de colesterol plasmático faz dos fármacos hipolipemiantes, como Lovastatina (LV) e Sinvastatina (SV), potenciais terapêuticos frente a esta enfermidade. Contudo, a baixa penetração da LV e da SV através da barreira hematoencefálica (BHE) e os efeitos colaterais que elas podem ocasionar apresentam-se como um impasse para a utilização destes fármacos frente a doenças que acometem o sistema nervoso central. Deste modo, considerando as potencialidades terapêuticas que as nanocápsulas poliméricas (NC) podem promover, este trabalho teve como objetivo, desenvolver, caracterizar e avaliar o efeito biológico de NC contendo SV ou LV frente ao modelo animal da DA induzida por hipercolesterolemia. Assim, foram desenvolvidas suspensões de NC poliméricas contendo SV (NCSV) ou LV (NCLV) através do método de deposição interfacial do polímero pré-formado. As suspensões exibiram tamanho médio de partícula homogêneo (204,0 ± 1,5 nm para as NCLV e 205,5 ± 0,5 nm para as NCSV), com baixo índice de polidispersão, caracterizando sistema monodispersos, com pH levemente ácido (em torno de 6) e potencial zeta negativo (-23,29 ± 0,80 mV para as NCLV e -19,5 ± 0,13 mV para as NCSV). As análises de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e calorimetria exploratória diferencial (DSC) indicaram que não houve reação química entre os componentes da formulação durante a produção das formulações. A avaliação por DSC mostrou que o monoestearato de sorbitano encontra-se dissolvido no núcleo oleoso das partículas. A difração de raios-X, a microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica revelaram que grande quantidade de fármaco apresentou-se sob a forma cristalina nas suspensões de NCLV. Por outro lado, a difração de raios-X, MEV e microscopia óptica revelaram que a SV encontra-se molecularmente dispersa nas suspensões de NCSV. Assim, a eficiência de encapsulação da LV foi baixa (21,52 ± 1,4 %) enquanto que para a SV foi alta (99,18 ± 0,7 %). Os animais alimentados com dieta hiperlipídica apresentaram aumento significativo do colesterol total e do LDL-colesterol, porém os tratamentos com SV livre e nanoencapsulada nas doses de 1 mg/kg/dia e 3 mg/kg/dia, durante 45 dias, não foram suficientes para reduzir estes parâmetros bioquímicos. Os triglicerídeos séricos e VLDL-colesterol não apresentaram variações significativas induzidas pela dieta ou como consequência do tratamento medicamentoso. O HDL-colesterol apresentou-se mais elevado apenas para os animais tratados com SV livre. Não houveram evidências de aumento das aminotransferases séricas, sugerindo ausência de dano hepático. As atividades da piruvatoquinase e da creatinoquinase indicaram que não houve alteração no metabolismo energético neuronal. A hipercolesterolemia foi capaz de induzir alterações cognitivas em ratos. A SV nanoencapsulada apresentou efeitos promissores frente à cognição, pois foram capazes de melhorar a memória dos animais submetidos ao teste de esquiva passiva. A SV livre não provocou alterações significativas no aprendizado e na memória dos animais neste teste. Os resultados histopatológicos indicam que houveram lesões cerebrais em alguns grupos de animais, indicando um possível efeito de neurodegeneração. Com base nos resultados, podemos concluir que as nanocápsulas de sinvastina são uma alternativa de uso terapêutico promissora e que merece mais estudos nos casos de perdas cognitivas por excesso de colesterol plasmático.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T14:24:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_FrancineRodriguesIaniski.pdf: 3871772 bytes, checksum: ea06b31c8ed51f3bf9a88cbfb0d4956c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_FrancineRodriguesIaniski.pdf: 3871772 bytes, checksum: ea06b31c8ed51f3bf9a88cbfb0d4956c (MD5) Previous issue date: 2011-12-02 / Alzheimer's disease (AD) is a chronic neurodegenerative pathologic process associated with aging. This disease causes cognition deterioration and memory loss. The formation of senile plaques containing amyloid-β peptide (aβ) is the main characteristic of this disease. Also, AD related with the inflammation and oxidative stress. The lack of drugs used in the prevention and treatment of AD has stimulated the search for new agents that may represent a novel therapeutic alternative. In the present study, we investigated the beneficial effect of meloxicam-loaded nanocapsules in a model of AD induced by intracerebroventricular (i.c.v.) injection of aβ peptide (fragment 25-35) in mice, comparing the effect with free meloxicam. Mice were divided into six groups: (I) control, (II) aβ, (III) Nano, (IV) Free, (V) Nano + aβ and (VI) Free + aβ. Mice were treated with meloxicam-loaded nanocapsules (5 mg/kg, by gavage), free-meloxicam (5 mg/kg, by gavage) or blank nanocapsules. Thirty minutes after treatments, aβ (3 nmol) or filtered water were i.c.v. injected (day 1). Learning and memory were assessed with the Morris water-maze and step-down-type passive-avoidance tasks at the days 4–7 and 7–8 after the aβ injection, respectively. At the end of the experimental protocol, animals were died and brains were removed for determination of reactive species (RS) and non-protein thiols (NPSH) levels, and superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR), glutathione S-transferase (GST) activities. The results demonstrated that aβ injection caused learning and memory deficits in mice, which were verified using the Morris water-maze and step-down-type passiveavoidance tasks. Furthermore, this study showed that oxidative stress was increased in mice that received aβ. The most important findings of the present study was that meloxicam-loaded nanocapsules protected the learning and memory impairments induced by aβ. Moreover, meloxicam-loaded nanocapsules also protected against the increase of oxidative stress. However, free-meloxicam did not have protective effect. All these findings support the beneficial role of meloxicam-loaded nanocapsules in a model of AD induced by aβ. We can suggest that nanocapsules favor the passage of meloxicam through the blood-brain barrier and entry of the drug in the central nervous system. / A doença de Alzheimer (DA) é um processo patológico neurodegenerativo crônico associado ao envelhecimento. Essa patologia ocasiona deterioração da cognição e perda da memória. A formação de placas senis contendo o peptídeo β-amiloide (βa) é a principal característica dessa doença, que também está associada à inflamação e ao estresse oxidativo. A falta de fármacos empregados na prevenção e no tratamento da DA tem estimulado a pesquisa por novos agentes que possam representar uma inovadora alternativa terapêutica. No presente estudo, investigamos o efeito benéfico das nanocápsulas contendo meloxicam sobre o déficit de aprendizagem e de memória em um modelo da DA induzido pela injeção intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo βa (fragmento 25-35) nos camundongos, comparando o efeito com o fármaco na forma livre. Os camundongos foram divididos em seis grupos: (I) Controle, (II) βa, (III) Nano, (IV) Livre, (V) Nano + βa, (VI) Livre + βa. Os camundongos foram pré-tratados com as nanocápsulas contendo meloxicam (5 mg/kg, por gavagem), ou com o fármaco na forma livre (5 mg/kg, por gavagem), ou com as nanocápsulas brancas. Trinta minutos após os tratamentos, foram injetados i.c.v. o peptídeo βa (3 nmol) ou água filtrada (dia 1). A aprendizagem e a memória foram avaliadas através dos testes do labirinto aquático de Morris e da esquiva passiva, nos dias 4-7 e 7-8 após a injeção do peptídeo βa, respectivamente. No final dos testes comportamentais, os animais foram mortos e os cérebros removidos para a determinação dos níveis de espécies reativas (ER) e tióis nãoproteicos (SHNP), e a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR) e glutationa S-transferase (GST). Os resultados demonstraram, através dos testes do labirinto aquático de Morris e da esquiva passiva, que a injeção i.c.v. do peptídeo βa causou um déficit na aprendizagem e na memória dos camundongos. Além disso, esse estudo demonstrou que o estresse oxidativo foi aumentado nos camundongos que receberam a injeção i.c.v. do peptídeo βa. Os achados mais importantes desse estudo foram que as nanocápsulas contendo meloxicam protegeram o déficit de aprendizado e de memória induzidas pela injeção i.c.v. do peptídeo βa, assim como foram capazes de proteger contra o aumento do estresse oxidativo. No entanto, o meloxicam na forma livre não apresentou esse efeito protetor. Todos esses achados reforçam o papel benéfico do meloxicam nanoencapsulado em um modelo da DA induzido pela injeção i.c.v. do peptídeo βa, sugerindo que as nanocápsulas favorecem a passagem do meloxicam através da barreira hematoencefálica (BHE) e a entrada do fármaco no sistema nervoso central (SNC)