Diversos estudos sugerem que as células-tronco da medula óssea podem ser úteis no tratamento de lesões do tecido nervoso. O presente estudo investigou se a terapia com células medulares seria capaz de modificar os efeitos comportamentais de lesões no hipocampo. Células mononucleares da medula óssea marcadas com a proteína fluorescente verde (EGFP) foram transplantadas em camundongos C57BL/6 que tiveram o hipocampo dorsal danificado por lesão eletrolítica bilateral. Os resultados da avaliação comportamental no labirinto em cruz elevado mostraram que a lesão hipocampal produziu ansiólise, quadro que foi atenuado nos animais transplantados. Na análise imuno-histoquímica do tecido cerebral, foi observada presença limitada de células EGFP+ no cérebro dos animais lesionados. Dada a não recuperação da citoarquitetura tissular, acredita-se que os benefícios observados sobre o comportamento tenham resultado de um efeito parácrino das células mononucleares, que auxiliaram na ação de mecanismos endógenos para restituição parcial das funções do hipocampo. / Several studies suggest that stem cells from bone marrow may be useful in treating lesions of the nervous tissue. This study investigated if bone marrow cell therapy would be able to modify the behavioral effects of lesions in the hippocampus. Bone marrow mononuclear cells labeled with the enhanced green fluorescent protein (EGFP) were transplanted into C57BL/6 mice which had the dorsal hippocampus damaged by bilateral electrolytic lesion. The results of the behavioral assessment in the elevated plus-maze showed that the hippocampal lesion produced anxiolysis, an effect that was attenuated in transplanted animals. Immunohistochemical analysis of brain tissue revealed, however, a limited presence of EGFP+ cells into the brains of injured animals. Given the non-recovery of the tissue cytoarchitecture, it is believed that the observed benefits on the behavior resulted from a paracrine effect of the mononuclear cells, which possibly helped in the action of endogenous mechanisms for partial reimbursement of the hippocampal functions.

O uso da cocaína na forma de crack vem crescendo nos últimos anos quando comparado às demais vias de administração. Contribuem para esse fato a obtenção quase imediata de efeitos e a maior facilidade de uso, que dispensa a necessidade de material injetável. O usuário de crack sofre os efeitos não só da cocaína, mas também de seu produto de pirólise, a metilecgonidina (AEME). Existem evidências de que a cocaína leva à neurodegeneração, entretanto a participação da AEME nesse processo ainda não foi estudada. A proposta deste estudo foi investigar a participação da AEME no processo neurodegenerativo utilizando cultura primária de hipocampo realizada a partir de fetos de ratos. Foram realizados ensaios de viabilidade celular (MTT) e da atividade da lactato desidrogenase (LDH), além da avaliação morfológica por microscopia de fluorescência. Foi estudada também a participação do dano oxidativo no processo de neurodegeneração, como a formação de aduto de DNA; atividade das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR) e glutationa S-transferase (GST); e a produção de malonaldeído (MDA), um biomarcador de peroxidação lipídica. Tanto a cocaína quanto a AEME mostraram-se neurotóxicas. A partir dos ensaios de viabilidade e da avaliação morfológica foi possível inferir que, em células hipocampais, a cocaína leva à morte celular tanto por necrose quanto por apoptose e que a provável via envolvida na neurodegeneração da AEME é a apoptose. A AEME não causou lesão direta ao DNA, uma vez que não foi observada a formação de adutos nem com a desoxiguanosina (d-G), a base nitrogenada mais reativa, nem com DNA comercial. Mais ainda, nossos resultados mostraram que a AEME e a cocaína, nas concentrações de 1 e 2 mM, respectivamente, foram equipotentes e a incubação concomitante das duas substâncias nessas concentrações apresentou efeito aditivo após 48 horas de exposição. A morte de células hopocampais evidenciada a partir de 24 horas de exposição foi precedida pela diminuição da atividade da GPx após 3 horas de incubação tanto com a AEME e a cocaína, quanto com a associação entre essas substâncias. A atividade da GST também diminuiu, no entanto, somente após 6 horas de exposição, antecedendo a morte celular. Não foi observada alteração na atividade da GR. Houve um aumento, porém, não estatisticamente significativo, de MDA após 48 horas de incubação. Nossos resultados sugerem uma maior susceptibilidade à neurodegeneração com o uso de crack do que com a cocaína isoladamente. / Smoking crack has increased in the last years when compared to the other routes of cocaine administration. Its advantage is the quicker and stronger high effects and its ease of use without the need of needles. Smoking crack involves inhaling not only cocaine, but also its pyrolysis product, methylecgonidine (AEME). There are evidences that cocaine causes neurodegeneration, but AEME involvement in this process has not been studied yet. The aim of this study was to investigate AEME participation in neurodegeneration using a primary hippocampus culture made from rat fetuses. Cellular viability assays (MTT), lactate dehydrogenase activity (LDH) and morphological evaluations with fluorescence microscopy were performed. The involvement of oxidative injury in the neurodegeneration process was also studied through DNA adduct formation; the evaluation of antioxidants enzymes activities as glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and glutathione S-transferase (GST); and the production of malonaldehyde (MDA), a lipoperoxidation biomarker. Both cocaine and AEME showed neurotoxic effects. Through viability assays and morphologic evaluations we can suggest that, in hippocampal cells, cocaine cell death mechanism involves not only necrosis, but also apoptosis and that AEME pathway involved in neurodegeneration is only apoptosis. AEME did not produce a direct DNA injury, as no DNA adduct was observed with desoxyguanosine (d-G), the most reactive nitrogenous base, nor with commercial DNA. Moreover, our results showed that 1 and 2 mM of AEME and cocaine, respectively, were equipotent and the concomitant incubation of both compounds in those concentrations showed additive effect after 48 hours of exposure. Hippocampal cell death at 24 hours was preceded by a decrease in GPx activity after 3 hours of incubation with AEME, cocaine and association between these two compounds. GST activity also decreased but only after 6 hours of exposure, also before cell death. There was no alteration in GR activity. There was an increase, although not statistically significant, in MDA after 48 hours of exposure. As smoking crack abusers are exposed to both cocaine and AEME, our results suggest a higher susceptibility to neurodegeneration in smoking crack than with cocaine alone.

Introdução. A possiblidade de restauração do Sistema Nervoso Central representa um desafio em Neurociências, e a integração bem sucedida de células-tronco no cérebro adulto tem se tornado um importante objetivo. Objetivo. Testar a hipótese de que a sobrevivência e diferenciação de células-tronco mesenquimais (CTMs) sejam dependentes de condições microambientais de acordo com o alvo de implante no cérebro. Métodos. CTMs foram isoladas de ratos adultos e geneticamente modificadas por meio de transfecção lentiviral para expressarem GFP. O fenótipo neuronal foi satisfatoriamente induzido in vitro. Uma suspensão de células foi implantada estereotaxicamente no cérebro de 40 ratos da mesma linhagem, em uma área neurogênica (hipocampo) e outra não-neurogênica (estriado). Os animais foram sacrificados 6 e 12 semanas após a cirurgia, e os cérebros foram corados com marcadores de neurônios maduros. Células co-expressando NeuN e GFP foram contadas estereologicamente nos dois alvos. Resultados. A população de célula isolada foi capaz de gerar 14,5 ± 1,1 % de neurônios NF200-positivos in vitro. Uma vez implantados no hipocampo, as células migraram além do enxerto e geraram neurônios maduros (1634±231 células GFP/NeuN+). Por outro lado, maciça degeneração celular foi vista no estriado, onde não ocorreu migração significativa, sendo que somente 108±24 NeuN/GFP+ neurônios (p<0.001) foram contados. Conclusão. Nossos dados demonstraram que a sobrevivência e diferenciação de CTMs são altamente dependentes do sítio de implante no cérebro hospedeiro, indicando assim a importância de um microambiente permissivo. Futuros estudos para identificação dos fatores pró-neurogênicos presentes no hipocampo poderão subsequentemente permitir a integração de células-tronco em áreas do SNC nãopermissivas, assim contribuindo para se alcançar o objetivo de introduzir a restauração do SNC na prática clínica. / The possibility of CNS restoration represents a challenge in Neuroscience, and the successful integration of stem cells in adult brain has become an important goal. The working hypothesis of the present study is that survival and neurodifferentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) may be dependent upon microenvironmental conditions according to the site of implant in the brain. Methods: MSCs were isolated from adult rats and labeled with eGFP lentivirus. The neuronal phenotype was successfully induced in vitro. A cell suspension was implanted stereotactically into the brain of 40 young rats of the same strain, in neurogenic (hippocampus) and non-neurogenic (striatum) areas. Animals were sacrificed six or twelve weeks after surgery, and brains were stained for mature neuronal markers. Cells co-expressing NeuN-GFP were counted stereologically at both targets. Results: The isolated cell population was able to generate 14.5±1.1% of NF200+-neurons in vitro. Once implanted into the hippocampus, cells migrated away from the graft and gave rise to mature neurons (1634±231 cells GFP/NeuN+). By contrast, massive cell degeneration was seen in the striatum, with no significant migration, while only 108±24 NeuN/GFP+ neurons (p<0.001) were counted. Conclusions: Our data demonstrated that survival and differentiation of MSCs are strongly dependent upon the site of implant in the brain, thus indicating the importance of a permissive microenvironment. Future studies for identification of the pro-neurogenic factors present in the hippocampus could subsequently allow the integration of stem cells into non-permissive areas of the CNS and thus contribute for the challenging goal of introducing CNS repair in the clinical practice.

Ratos submetidos à desnutrição proteica apresentam elevada impulsividade e alterações em comportamentos de avaliação de risco no labirinto em cruz elevado (LCE). A desnutrição também pode influenciar a atividade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA). Alterações causadas pela desnutrição podem ser parcialmente revertidas pela estimulação ambiental; animais desnutridos e submetidos ao enriquecimento ambiental apresentaram maior locomoção e exploração no LCE, comparados com animais de mesma condição de dieta e que não foram estimulados. Demonstrou-se também que a estimulação pode influenciar os níveis de corticosterona plasmática evidenciando uma alteração da sensibilidade do eixo HPA. Este trabalho tem o objetivo de comparar, em ratos desnutridos (M) e bem nutridos (C), os efeitos do enriquecimento ambiental (E) em relação às concentrações de corticosterona plasmática, expressão de receptores de glicocorticóides (GR) no hipocampo e o desempenho no LCE aos 36 dias de idade. Ratos Wistar machos foram divididos em dois grupos de acordo com a dieta e subdivididos em subgrupos conforme a manipulação ambiental. A manipulação ambiental foi realizada no período de 8 a 35 dias (1 hora por dia). Após o teste no LCE os animais foram decapitados e tiveram o sangue coletado e o cérebro removido. Para a análise de corticosterona plasmática foi utilizada a técnica de radioimunoensaio. Para a quantificação dos receptores (GR) no hipocampo foi realizada uma análise quantitativa de expressão gênica por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real. Ratos M apresentaram menor peso corporal quando comparados com os ratos C (p<0,001). Em relação ao LCE, ratos M permaneceram uma maior porcentagem de tempo [F(1,44)=9,08; p<0,01] e entraram mais [F(1,44)=9,01; p<0,01] nos braços abertos em relação a C. Animais ME apresentaram porcentagem de tempo nos braços abertos (6% ± 2%) próxima àquela dos animais CN (8% ± 2%). De acordo com a PCR em tempo real, o teste do LCE alterou a quantidade de receptores GR no hipocampo (t(10)=2,37; p<0,05) e essa adaptação ocorreu diferentemente em ratos M quando comparados com os C. Também foi possível observar que a quantidade de receptores GR após o teste do LCE é diferente entre os grupos M e ME (t(11)=4,48; p<0,05). Os dados do presente estudo sugerem que animais desnutridos se expõem a mais situações de risco que ratos bem nutridos. Quando o enriquecimento ambiental foi realizado no período crítico do desenvolvimento do sistema nervoso central observou-se um efeito de neuroproteção em relação às alterações produzidas pela desnutrição tanto na expressão de RNAm de receptores GR como no comportamento de avaliação de risco de ratos no LCE. Os dados do presente trabalho também mostraram que a desnutrição pode alterar a resposta de estresse mediada pelo eixo HPA após exposição ao teste do LCE, e que o enriquecimento ambiental possui efeito protetor em relação os efeitos da desnutrição precoce sobre a atividade deste eixo / Rats subjected to protein malnutrition have high impulsivity and changes in risk-assessment behaviors in the elevated plus maze (EPM). Malnutrition can also influence the activity of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA). Changes caused by malnutrition can be partly reversed by environmental stimulation; malnourished animals subjected to environmental enrichment had higher locomotion and exploration in the EPM compared with animals of the same condition and diet that were not stimulated. It was also demonstrated that stimulation can influence plasma corticosterone levels indicating a change in sensitivity of the HPA axis. This study aims to compare, in undernourished rats (M) and well nourished (C), the effects of environmental enrichment (E) in relation to plasma concentrations of corticosterone, expression of glucocorticoid receptors (GR) in the hippocampus and performance in EPM at 36 days of age. Male Wistar rats were divided into two groups according to diet and subdivided according handling environment. The environmental manipulation was performed within 8 to 35 days (1 hour per day). After testing in the EPM animals were decapitated and had their blood drawn and the brain removed. For the analysis of plasma corticosterone it was used the radioimmunoassay technique. For quantification of the glucocorticoid receptor (GR) in the hippocampus it was performed a quantitative analysis of gene expression by polymerase chain reaction (PCR) in real time. M rats showed lower body weight compared to C rats (p<0.001). In relation to the EPM, M rats showed higher number of entries [F(1,44)=9.01, p<0.01] and remain a higher percentage of time [F(1,44)=9.08, p<0.01] in the open arms as compared to C. ME rats presented a percentage of time in the open arms (6% ± 2%) similar to that of CN animals (8% ± 2%). According to the real time PCR, the EPM test changed the quantity of GR receptors in the hippocampus (t(10)=2.37, p<0.05), and that adaptation was different in M as compared with C rats. It was also observed that the amount of GR after EPM test was different between M and ME groups (t(11)=4.48, p<0.05). Data from the present study suggest that M animals are more likely to explore risk situations than C rats. It is also suggested that environmental enrichment imposed during the critical period of central nervous system development may have neuroprotective effects in both physiological and behavioral changes produced by early protein malnutrition. The data of this work also showed that malnutrition may alter the stress response mediated by the HPA axis after exposure to the EPM test and that environmental enrichment has a protective effect against the effects of malnutrition on the functioning of that axis.

O sistema nervoso central (SNC) se comporta como um sistema plástico, com capacidade de se modificar continuamente por meio da plasticidade sináptica. Este fenômeno pode se manifestar como facilitação ou depressão da neurotransmissão, e também ser caracterizado em plasticidade sináptica de longo e curto prazo. A plasticidade sináptica de longo prazo ocorre em regiões específicas, dentre as quais estão o hipocampo, onde as sinapses da via Schaffer/CA1 são as sinapses onde os fenômenos de plasticidade a longo prazo são mais estudados. O hipocampo recebe informações sensórias auditivas, que dependendo da intensidade e do tempo de exposição podem causar alterações na função hipocampal. Nosso laboratório mostrou que ratos submetidos a um protocolo prolongado de estímulo sonoro de alta intensidade apresentam a potenciação de longo prazo (LTP) fortemente inibida na via Schaffer/CA1. No presente estudo, nosso objetivo foi investigar o estímulo sonoro mínimo para que a LTP seja inibida e os mecanismos responsáveis por esta resposta. Para tanto, testamos um protocolo de estimulação de 110 dB de curta duração (1 minuto) em ratos Wistar machos (60-70 dias de idade) e após 2 horas do estímulo, realizamos o registro extracelular da LTP em fatias hipocampais, por meio de um protocolo de alta frequência na via Schaffer/CA1. Também foram investigados outros fatores que podem influenciar a LTP, como por exemplo, a corticosterona, que é um modulador da LTP e cujos níveis circulantes aumentam após a estimulação sonora de alta intensidade. Além disso, avaliamos possíveis alterações no BDNF que está diretamente relacionado ao desenvolvimento e manutenção da LTP. O teste de aprendizado e memória espacial e o teste do medo condicionado foram realizados a fim de avaliarmos se o animal apresenta algum déficit de aprendizado e memória. Para responder as perguntas inerentes aos mecanismos de plasticidade sináptica hipocampal pela estimulação sonora, utilizamos a técnica do whole cell patch clamp e investigamos possíveis alterações nas correntes sinápticas excitatórias e inibitórias que chegam aos neurônios piramidais da CA1. Os nossos resultados mostram que a exposição a único episódio de som de alta intensidade teve um efeito transitório no hipocampo, inibindo a LTP por até 24 horas e revertendo após 48 da exposição ao som. Observamos que a inibição na via Schaffer-CA1está diretamente relacionado à intensidadesonora e não envolve a ativação do eixo HPA (eixo- hipotálamo-hipófise-adrenal), uma vez que os níveis de corticosterona nos animais que receberam 80 dB de estímulo e nos ratos sham aumentaram igualmente aos animais estimulados. O comprometimento da LTP não foi associado com alterações nos testes de memória e aprendizado espacial (Labirinto Aquático de Morris- LAM) ou com alterações no teste de medo condicionado. Além disso, os registros da neurotransmissão inibitória nos permite inferir que está havendo uma modulação dos neurônios inibitórios sobre os neurônios glutamatérgicos hipocampais, o que tem impacto direto na potenciação das sinapses da região CA1 após o som de 110 dB. Nossos dados sugerem que o som de alta intensidade pode inibir a secreção de BDNF nos animais estimulados, uma vez que após o tratamento com BDNF e seu agonista a LTP desenvolveu-se normalmente. Em conclusão mostramos que o som agudo de alta intensidade pode inibir a LTP hipocampal sem trazer prejuízos à memória dos animais; além disso, nossos dados sugerem que os interneurônios GABAérgicos podem estar influenciando esta resposta por meio do aumento das correntes inibitórias. Por fim, sugerimos que em animais estimulados, a secreção de BDNF pode estar comprometida influenciando na inibição da LTP / The central nervous system (CNS) behaves as a plastic system, with the ability to continuously modify itself through synaptic plasticity. This phenomenon may manifest as facilitation or depression of neurotransmission, and also be characterized in synaptic plasticity of long and short term. Long-term synaptic plasticity occurs in specific regions, including the hippocampus, where synapses of the Schaffer / CA1 pathway are the synapses where long-term plasticity phenomena are more studied. The hippocampus receives auditory sensory information, which depending on intensity and time of exposure may cause alterations in hippocampal function. Our laboratory showed that rats submitted to a long-term protocol of high intensity sound stimulus present the long-term potentiation (LTP) strongly inhibited in the Schaffer / CA1 pathway. In the present study, our objective was to investigate the minimum sound stimulus for LTP to be inhibited and the mechanisms responsible for this response. For this, we tested a protocol of stimulation of 110 dB of short duration (1 minute) in male Wistar rats (60-70 days of age) and after 2 hours of the stimulus, we performed the extracellular record of LTP in hippocampal slices, by means of a high frequency protocol in the Schaffer / CA1 pathway. Other factors that may influence LTP have also been investigated, such as corticosterone, which is a LTP modulator and whose circulating levels increase after high-intensity sound stimulation. In addition, we evaluated possible changes in BDNF that are directly related to the development and maintenance of LTP. The spatial memory and learning test and the conditioned fear test were performed to assess whether the animal has some learning and memory deficits. In order to answer the questions related to the mechanisms of hippocampal synaptic plasticity by sound stimulation, we used the whole cell patch clamp technique and investigated possible changes in the excitatory and inhibitory synaptic currents that reach CA1 pyramidal neurons. Our results show that exposure to a single episode of high intensity sound had a transient effect on the hippocampus, inhibiting LTP for up to 24 hours and reverting after 48 hours of exposure to sound. We observed that the inhibition in the Schaffer/CA1 pathway is directly related to sound intensity and does not involve the activation of the HPA axis (hypothalamic-pituitary-adrenal axis), since corticosterone levels in animals receiving 80 dB stimulation and in rats sham ratio alsoincreased to stimulated animals. LTP impairment was not associated with changes in memory and spatial learning tests (Morris Water Maze) or changes in the conditioned fear test. Furthermore, the records of inhibitory neurotransmission allow us to infer that there is a modulation of inhibitory neurons on hippocampal glutamatergic neurons, which has a direct impact on the potentiation of synapses of the CA1 region after the sound of 110 dB. Our data suggest that high intensity sound may inhibit BDNF secretion in stimulated animals, since after treatment with BDNF and its agonist LTP has normally developed. In conclusion we showed that high intensity acute sound can inhibit hippocampal LTP without impairing the animals\' memory; in addition, our data suggest that GABAergic interneurons may be influencing this response by increasing inhibitory currents. Finally, we suggest that in stimulated animals, BDNF secretion may be compromised by inhibiting LTP

Dentre as manifestações clínicas observadas em pacientes sépticos, as disfunções neurológicas são, provavelmente, as de fisiopatologia mais obscura e pobremente explorada, o que consequentemente as torna de difícil entendimento e tratamento médico. Adicionalmente, estudos epidemiológicos indicam que a síndrome séptica é mais frequente e mais letal em pacientes idosos. Nesse contexto, este trabalho objetivou comparar os efeitos da sepse, induzida pelo modelo de ligadura e perfuração cecal, no encéfalo de ratos jovens e idosos por meio da análise da expressão gênica de larga escala (transcriptoma), a fim de averiguar como as alterações no padrão de expressão podem estar relacionadas a disfunções neurológicas. Os resultados deste estudo indicaram a diminuição da expressão dos genes Bcl-3, S100A8 e uridina fosforilase 1, bem como o aumento da expressão de Stefin A3, sendo tais efeitos característicos das manifestações comuns da sepse no sistema nervoso central, independentemente da idade dos animais; por outro lado, a diminuição da expressão do gene da haptoglobina foi observada apenas nos animais idosos com sepse. De forma geral, na comparação entre animais idosos e jovens, os resultados desta pesquisa apontaram que animais idosos apresentam uma quantidade menor de genes modificados pela sepse, o que sugere menor capacidade de ativar mecanismos neuroprotetores / Among the clinical manifestations observed in septic patients, the neurological dysfunctions are probably the most obscure and poorly explored pathophysiology, which consequently makes them difficult to understand and to treat. Additionally, epidemiological studies indicate that septic syndrome is more frequent and more lethal in elderly patients. In this context, this article is aimed at comparing the effects of sepsis, induced by the ligature model and cecal perforation, on the brain of young and elderly rats by means of the analysis of the large scale gene expression (transcriptome), in order to investigate how the changes in this expression may be related to neurological dysfunctions. The results of this study indicated decreased expression of the Bcl-3, S100A8 and uridine phosphorylase 1 genes, as well as increased expression of Stefin A3, these effects being characteristic of the common manifestations of central nervous system sepsis regardless of the age of the animals; on the other hand, decreased haptoglobin gene expression was observed only in the elderly animals with sepsis. In general, in the comparison between old and young animals, the results of this research indicated that elderly animals present a smaller amount of genes modified by sepsis, which suggests a smaller capacity to activate neuroprotective mechanisms

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 423347.pdf: 826079 bytes, checksum: 27767fb50abea565e985683b95754e83 (MD5) Previous issue date: 2010-03-18 / V?rias evid?ncias sugerem que o sistema dopamin?rgico cerebral participa do processamento mnem?nico. Contudo, o conhecimento sobre a plena contribui??o deste sistema, particularmente na regi?o hipocampal, nos processos de consolida??o e persist?ncia ainda precisam ser mais detalhados. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a participa??o do sistema dopamin?rgico hipocampal na consolida??o e persist?ncia de mem?ria espacial atrav?s da utiliza??o do paradigma de labirinto aqu?tico de Morris (LAM). Animais com implanta??o bilateral de c?nulas na regi?o CA1 do hipocampo dorsal foram treinados durante 5 dias na vers?o espacial do Labirinto Aqu?tico de Morris (LAM). Os animais receberam a infus?o de SCH23390 ou SKF38393 (40 nmol/lado) ou ve?culo (VEH) imediatamente ou 3 horas ap?s a ultima sess?o de treino. Os resultados mostram que a infus?o de SCH23390, antagonista dopamin?rgico D1-D5, na regi?o CA1 do hipocampo dorsal de ratos imediatamente, mas n?o 3 horas, ap?s o treino na vers?o espacial do LAM prejudica a consolida??o da mem?ria para esta tarefa. Al?m disso, foi mostrado que a infus?o de SKF38393, agonista D1-D5, na regi?o CA1 do hipocampo dorsal imediatamente ap?s o treino em uma vers?o espacial de aprendizado do LAM, embora n?o melhore a consolida??o da mem?ria para esta tarefa, promove a persist?ncia do tra?o mnem?nico adquirido ao longo dos dias. Juntos, esses resultados apontam para a participa??o do sistema dopamin?rgico hipocampal na consolida??o de mem?rias espaciais bem como para uma potencial modula??o positiva na persist?ncia do tra?o mnem?nico armazenado.

Submitted by PPG Medicina e Ci?ncias da Sa?de (medicina-pg@pucrs.br) on 2017-12-26T13:48:34Z No. of bitstreams: 1 CAROLINA_GARRIDO_ZINN_TES.pdf: 7131704 bytes, checksum: 554f552cadd232d7ef553c1f275476ba (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-12-29T11:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CAROLINA_GARRIDO_ZINN_TES.pdf: 7131704 bytes, checksum: 554f552cadd232d7ef553c1f275476ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-29T11:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAROLINA_GARRIDO_ZINN_TES.pdf: 7131704 bytes, checksum: 554f552cadd232d7ef553c1f275476ba (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The social recognition memory (SRM) is crucial to reproduction, formation of social groups and species survival. It is well known that oxytocin, vasopressin, sexual hormones and the olfactory bulb are strongly involved in the formation of SEM. Despite its relevance, the involvement of neurotransmitters such as dopamine (DA), noradrenaline (NE) and histamine (HIS), as well as the brain structures basolateral amygdala (BLA) and CA1 region of dorsal hippocampus ? commonly known for their importance in consolidating and maintaining other types of memories ? remains unknown when concerning SRM. Therefore, the first part of this study aims to evaluate the participation of the D1/D5 dopaminergic, ?-adrenergic and H2 histaminergic receptors into BLA and CA1 on consolidation of SRM. For this, male Wistar adult rats (3 months) were submitted to the social discrimination task (SDT), which is based on the natural tendency of the rodents to explore the novelty. The adult animal was exposed to a juvenile (21 days) conspecific for 1 hour (training session) and 24 hours later to the juvenile previously met (familiar) and to a new juvenile during 5 minutes (test session), when the exploration time was measured. Pharmacological interventions took place immediately after the training session. We verified that the H2 histaminergic receptors are required to the consolidation of SRM both in CA1 and BLA. However, the activation of D1/D5 dopaminergic and ?-adrenergic receptors interferes in an opposite way in the two brain structures: D1/D5 receptors are required in CA1, but not in BLA for consolidation of MRS, whereas activation of ?-adrenergic receptors is indispensable in BLA, but not in CA1. Methylphenidate (MPH) is a drug widely used in the treatment of Attention Deficit Hyperactivity Disorder. It exerts its therapeutic effect by increasing levels of DA and NE in brain structures involved in the learning processes, such as prefrontal cortex (PFC) and hippocampus. Since DA and NE have opposite actions in MRS, we decided to evaluate the effect of MPH on the formation and recall of MRS, since this drug acts on the levels of both neurotransmitters and has been used for academic doping by healthy individuals. Using SDT, with pharmacological interventions at different times, we verified that: 1) MPH, administered acutely prior to the information acquisition, blocked SRM; 2) Blockade was reversed when the animals received MPH at the time of acquisition and retrieval, characterizing the phenomenon known as state dependency (SD) learning; 3) The SD is associated to the CPF, but not to CA1; 4) SD does not depend on CA1, since the increase of NE in CA1 impairs the retrieval of the SRM. In addition, we verified that the 21-day chronic treatment with MPH causes a greater persistence of MRS when a weaker training session is performed. Considering the obtained results, this work demonstrates that the hippocampus, the basolateral amygdala and the prefrontal cortex, modulated by the dopaminergic and noradrenergic systems, regulate the SRM processing. / A mem?ria de reconhecimento social (MRS) ? crucial ? reprodu??o, forma??o de grupos sociais e sobreviv?ncia das esp?cies. Sabe-se que a ocitocina, a vasopressina, os horm?nios sexuais e o bulbo olfat?rio t?m um forte envolvimento na forma??o da MRS. Apesar de sua relev?ncia, a participa??o de neurotransmissores, como dopamina (DA), noradrenalina (NA) e histamina (HIS), bem como das estruturas am?gdala basolateral (BLA) e regi?o CA1 do hipocampo (CA1) ? j? amplamente conhecidos pela sua import?ncia na consolida??o e manuten??o de outros tipos de mem?rias ? permanece desconhecido quanto ? MRS. Sendo assim, a primeira parte deste trabalho buscou avaliar a participa??o dos receptores D1/D5 dopamin?rgicos, ?-adren?rgicos e H2 histamin?rgicos na BLA e CA1 sobre a consolida??o da MRS. Para isso, ratos Wistar machos adultos (3 meses) foram submetidos a tarefa de discrimina??o social (TDS), que baseia-se na tend?ncia natural dos roedores de explorar a novidade. O animal adulto foi exposto a um juvenil (21 dias) coespec?fico por 1 hora (sess?o de treino) e 24 horas depois ao juvenil previamente encontrado (familiar) e a um novo juvenil durante 5 minutos (sess?o de teste), quando o tempo de explora??o foi medido. As interven??es farmacol?gicas ocorreram imediatamente ap?s a sess?o de treino. Verificou-se que os receptores H2 histamin?rgicos s?o necess?rios para a consolida??o da mem?ria tanto em CA1 quanto na BLA. Contudo a ativa??o dos receptores D1/D5 dopamin?rgicos e ?-adren?rgicos interfere de forma oposta nas duas estruturas cerebrais: os receptores D1/D5 s?o necess?rios em CA1, mas n?o na BLA para a consolida??o da MRS, enquanto a ativa??o dos receptores ?adren?rgicos ? indispens?vel na BLA, por?m n?o em CA1. O metilfenidato (MPH) ? um f?rmaco amplamente utilizado no tratamento do Transtorno do D?ficit de Aten??o e Hiperatividade. Exerce seu efeito terap?utico pelo aumento nos n?veis de DA e NA em estruturas cerebrais envolvidas nos processos de aprendizagem, como c?rtex pr?frontal (CPF) e hipocampo. Uma vez que a DA e a NA tem a??es opostas na MRS, decidimos avaliar o efeito do MPH sobre a forma??o e a evoca??o da MRS, j? que esta droga atua sobre os n?veis de ambos os neurotransmissores e tem sido utilizada como doping acad?mico por indiv?duos saud?veis. Utilizando a TDS, com as interven??es farmacol?gicas em diferentes momentos, verificamos que: 1) o MPH, administrado de forma sist?mica aguda previamente ? aquisi??o da informa??o, bloqueou a MRS; 2) O bloqueio foi revertido quando os animais receberam MPH no momento da aquisi??o e da evoca??o, caracterizando o fen?meno conhecido como depend?ncia de estado (DE); 3) A DE ? associada ao CPF, mas n?o a CA1; 4) A DE n?o depende de CA1, pois o aumento de NA em CA1 prejudica a evoca??o da MRS. Al?m disso, verificamos que o tratamento cr?nico de 21 dias com MPH causa uma maior persist?ncia da MRS, quando realizada uma sess?o de treino mais fraca. Considerando os resultados obtidos, este trabalho demonstra que o hipocampo, a am?gdala basolateral e o c?rtex pr?-frontal, modulados pelos sistemas dopamin?rgico e noradren?rgico, regulam o processamento da MRS.

Respostas adaptativas ao estresse podem ser acompanhadas por alterações nos comportamentos emocionais, em particular relacionados com medo e ansiedade, bem como alterações na sensibilidade dolorosa. Ainda, tem sido investigado o papel do óxido nítrico em áreas encefálicas relacionadas ao comportamento defensivo. Embora várias evidências têm demonstrado que o enriquecimento ambiental promove melhora nos processos de memória, no aprendizado e em respostas nociceptivas, a relação entre o estresse crônico e as vantagens da utilização do enriquecimento ambiental ainda são pouco investigadas. O presente estudo teve como objetivo investigar se o enriquecimento ambiental promove alteração do comportamento emocional, da sensibilidade nociceptiva, bem como na imunorreatividade à nNOS no núcleo central da amígdala, na formação hipocampal e na região dorsolateral da substância cinzenta periaquedutal, em ratos submetidos ao estresse por isolamento social ou estresse crônico variado e mantidos em ambiente enriquecido ou sem enriquecimento. Ratos machos Wistar (~70g) foram divididos aleatoriamente em dois grandes grupos experimentais: Ambiente Padrão (Padrão) ou Ambiente Enriquecido (EE), mantidos por 38 dias. Cada grupo foi subdividido dependendo do tipo de estresse crônico: Controle (sem estresse), Isolamento Social (por 38 dias) e Estresse Crônico Variado (do dia 28 ao dia 37). Ao fim do tempo experimental (dia 38) os ratos foram avaliados quanto ao comportamento emocional pelos testes de labirinto em cruz elevado (LCE) e claro/escuro (TCE) e sensibilidade nociceptiva pelo teste da placa quente (a qual foi realizada em duas etapas, sendo a primeira medida no dia 0 e outra no dia 38). A eutanásia dos ratos ocorreu no dia 39, para coleta do encéfalo para análise da imunorreatividade à óxido nítrico sintase neuronal (nNOS). Levando-se em consideração o comportamento emocional e a sensibilidade nociceptiva, os diferentes tipos de estresse crônico diminuíram a porcentagem de tempo, a frequência de entrada e a exploração da extremidade dos braços abertos e na frequência de mergulho de cabeça no teste do LCE, apesar de não alterar a sensibilidade nociceptiva. Por outro lado, o enriquecimento ambiental aumentou a porcentagem de tempo, a frequência de entrada e a exploração da extremidade dos braços abertos no teste do LCE, apesar de não alterar a sensibilidade nociceptiva. Foi observado aumento da imunorreatividade à nNOS na formação hipocampal em diferentes tipos de estresse crônico. Em particular, na região de CA3 houve interação significante entre os fatores estresse por isolamento social e ambiente de manutenção. Deste modo, os resultados obtidos neste trabalho sugerem que a formação hipocampal desempenha importante função no efeito ansiogênico exercido pelos diferentes tipos de estressores crônicos (aqui representados pelo isolamento social e pelo estresse crônico variado) provavelmente pela ativação do sistema nitrérgico e sugere-se que o enriquecimento possa prevenir o comportamento do tipo ansioso. / Adaptive responses to stress may be accompanied by changes in emotional behaviors, in particular related to fear and anxiety, as well as changes in pain sensitivity. Furthermore, the role of nitric oxide in brain areas related to defensive behavior has been investigated. Although several evidences have shown that environmental enrichment improves memory processes, learning and nociceptive responses, the relationship between chronic stress and the advantages of using environmental enrichment is still poorly investigated. The present study aimed to investigate whether environmental enrichment promotes alteration of the emotional behavior, nociceptive sensitivity, as well as immunoreactivity to neuronal nitric oxide synthase (nNOS) in the central nucleus of the amygdala, hippocampal formation and dorsolateral periaqueductal gray matter in rats submitted to social isolation stress or chronic unpredictable stress and reared in enriched environment or standard environment. Male Wistar rats (~ 70g) were randomly divided into two major experimental groups: Standard Environment (Standard) or Enriched Environment (EE), maintained for 38 days. Each group was subdivided according to the type of chronic stress: Control (without stress), Social Isolation (for 38 days) and Chronic Unpredictable Stress (from day 28 to day 37). At the end of the experimental time (day 38), the rats were evaluated for emotional behavior by elevated plus maze (EPM) and light/dark box (LDBT) tests and nociceptive sensitivity by the hot plate test (which was performed in two steps , the first being measured on day 0 and the other on day 38). Euthanasia of rats occurred on day 39, to collect the brain for nNOS immunoreactivity analysis. Taking into account emotional behavior and nociceptive sensitivity, the different types of chronic stress decreased the percentage of time, the frequency of entry of the open arms, end-arm exploration and the head dipping frequency in the EPM, despite of not altering the nociceptive sensitivity. On the other hand, environmental enrichment increased the percentage of time, the frequency of entry of the open arms and the end arm-exploration in the EPM test, although it did not alter the nociceptive sensitivity. Increased immunoreactivity to nNOS in hippocampal formation was observed in different types of chronic stress. In particular, in the CA3 region there was a significant interaction between stress factors due to social isolation and maintenance environment. Thus, the results obtained in this study suggest that hippocampal formation plays an important role in the anxiogenic effect exerted by the different types of chronic stressors (represented here by social isolation and by chronic chronic stress) probably due to the activation of the nitrergic system and it is suggested that environmental enrichment can prevent of anxiety-like behavior.

Convulsões febris complexas durante a infância representam um fator de risco importante para o desenvolvimento da epilepsia. Porém, pouco se sabe sobre as alterações moleculares induzidas por crises febris que tornam o cérebro susceptível à atividade epiléptica. Nesse contexto, modelos experimentais de convulsões induzidas por hipertermia (CH) permitem a análise temporal das alterações moleculares no cérebro após CH. Neste projeto, foram investigadas alterações temporais em redes de co-expressão gênica hipocampais durante o desenvolvimento de ratos Wistar submetidos a CH. Amostras de RNA foram obtidas da região CA3 ventral do hipocampo em quatro intervalos de tempo após as CH induzidas no décimo primeiro dia pós-natal (P11). Essas amostras foram utilizadas para a análise da expressão gênica global por meio de técnicas de microarranjos de DNA. Os pontos temporais foram selecionados para investigar as fases aguda (P12), latentes (P30 e P60) e crônica (P120) do modelo experimental. Os dados de expressão gênica foram analisados a partir da construção de redes de co-expressão gênica para investigar módulos de genes co-expressos, dado que esses módulos podem conter genes com funções semelhantes. A análise transcriptômica consistiu na construção de redes de co-expressão gênica, identificação de módulos, análises de correlação entre módulos e grupos experimentais, e avaliação de mudanças de conectividade entre módulos dos grupos experimentais e controles. Os módulos relevantes foram enriquecidos funcionalmente para identificar funções biológicas associadas às CH. Os resultados mostraram que as CH induzem alterações em vias de sinalização envolvidas em processos imunológicos e de desenvolvimento, tais como Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT e MAPK. Módulos associados à diferenciação neuronal e transmissão sináptica foram identificados em todos os intervalos temporais analisados. Estes resultados sugerem que alterações transcricionais desencadeadas por CH podem levar à neurogênese hipocampal, ao remodelamento tecidual e à inflamação crônica, tornando o cérebro susceptível à atividade epiléptica crônica / Complex febrile seizures during infancy constitute an important risk factor for epilepsy development. However, little is known about the alterations induced by febrile seizures that could turn the brain susceptible to epileptic activity. In this context, experimental models of hyperthermic seizures (HS) may allow the temporal analysis of brain molecular changes after HS. Here, we investigated temporal changes in hippocampal gene co-expression networks during the development of rats subjected to HS. Total RNA samples were obtained from the ventral hippocampal CA3 region at four time points after HS at postnatal day 11 (P11) and later used for gene expression profiling. The temporal endpoints were selected to investigate the acute (P12), latent (P30 and P60) and chronic (P120) stages of the HS model. A weighted gene co-expression network analysis was employed to investigate modules of co-expressed genes, as these modules may contain genes with similar biological functions. The transcriptome analysis pipeline consisted in building gene co-expression networks, identifying network modules and hubs, performing gene-trait correlations and examining module connectivity changes. Modules were functionally enriched to identify functions associated to HS. Our data showed that HS induce alterations in developmental and immune pathways, like Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT and MAPK. Interestingly, modules involved in cell adhesion, neuronal differentiation, axonogenesis and synaptic transmission were activated as early as one day after HS. These results suggest that HS trigger transcriptional alterations that may lead to persistent neurogenesis, tissue remodeling and chronic inflammation in the CA3 hippocampus, turning the brain prone to epileptic activity