O sistema colinérgico está sabidamente envolvido com processos cognitivos. Em trabalho recente mostramos que a infusão do peptídeo A promoveu neurodegeneração e redução da memória de ratos. O treino semanal dos animais em equipamento de esquiva ativa recuperou o desempenho na tarefa e aumentou a densidade de receptores nicotínicos α7 em áreas relacionadas à memória. No presente trabalho, o antagonismo de α7 com metilicaconitina (MLA), em camundongos, promoveu perda cognitiva, porém a recuperação com o treino foi parcial. A infusão conjunta de βA e MLA causou perda da memória, mas essa não foi revertida com o treino semanal. Os animais com MLA apresentaram aumento da atividade da acetilcolinesterase (AChE) e aumento de BDNF, que poderia ser relacionado à resiliência a injúrias. Porém, animais com A e MLA apresentaram aumento da atividade da AChE e redução de BDNF, sugerindo perda dos mecanismos de neuroproteção deflagrados por α7. Com isso, sugere-se que α7 tenha um papel determinante na recuperação da memória e resiliência tecidual, frente à neurodegeneração. / Cholinergic system plays an important role in cognitive processes. In a recent work we showed that infusion of Aβ promoted neurodegeneration and reduction of memory of rats. Week training of animals in active avoidance shuttle box recovered their performance and increased the density of α7 nicotinic receptors in brain areas related to memory. In the present work, infusion of the α7 antagonist methyllycaconitine (MLA), in mice, caused cognitive impairment, but memory recover with week training was partial. Infusion of βA together with MLA promoted memory loss, but this was not recovered with the week training. MLA infused mice presented increase in acetylcholinesterase (AChE) activity and increase in BDNF, which could be related to resilience to tissue injuries. However, animals infused with βA and MLA showed increase in AChE activity and reduction of BDNF, suggesting loss of neuroprotection mechanisms triggered by α7. It is suggested that α7 has a determinant role in memory recover and brain resilience, in neurodegenerative processes.

A conversão da proteína príon celular (PrPc) em sua isoforma anormal PrPsc está associada a uma série de doenças neurodegenerativas, genericamente designadas por doenças priônicas. Embora a literatura tenha enfatizado o estudo do PrPsc e o mecanismo de propagação das doenças de príon, pouco tem sido feito para o entendimento do papel fisiológico do PrPc. Em 1997 nosso grupo descreveu um receptor/ligante para o PrPc utilizando o princípio da hidropaticidade complementar. Neste trabalho isolamos e identificamos este ligante de PrPc como sendo a STI-1 (Stress Inducible Protein-1). In vitro, a STI-1interage com o PrPc de maneira específica, saturável e com alta afinidade (Kd=8x10-8M). Paralelamente, mostramos que o PrPc se liga ao domínio RNIAEIIKDI da laminina (Ln) (Kd=2x10-8M). O bloqueio de PrPc na superfície de neurônios hipocampais de embriões de ratos e camundongos, reduziu a neuritogênese induzida por Ln. Além disso, neurônios provenientes de animais PrP -/- são incapazes de estender neuritos sobre o peptídeo RNIAEIIKDI, sugerindo que o PrPc é o único receptor celular para este domínio da Ln. Estes dados indicam que a interação PrPc-Ln seja relevante nos fenômenos de adesão e diferenciação neuronais. A caracterização das interações PrPc-Ln e PrPc-STI-1 representa contribuições importantes para a elucidação do papel biológico do PrPc. / Conversion of the cellular prion protein (PrPc) to its abnormal isoform PrPsc is associated with some neurodegenerative and fatal diseases called prion diseases. Although the literature has been emphasizing the mechanism of PrPsc conversion and illness propagation, little attention has been given to the PrPc physiological role. In 1997, our group described a PrPc receptor/ligand based on the complementary hydropathy theory. Herein, we identify the PrPc receptor/ligand as STI-1, the Stress Inducible Protein-1. In vitro studies showed that STI-1 is a specific, saturable and high affinity ligand for PrPc (Kd=8x10-8M). In parallel, we demonstrated that PrPc interacts with RNIAEIIKDI domain of laminin (Ln) (Kd=2x10-8M). The blockage of PrPc, both from embryonic rats and mice hippocampal neuros, inhibited Ln-induced neurite outgrowth. In addition, neurons from PrPc null mice are unable to extend neurites on RNIAEIIKDI, suggesting that PrPc is the unique cellular receptor for this Ln domain. These data indicate that PrPc-Ln interaction is relevant for neuronal adhesion and differentiation. The characterization of PrPc-Ln and PrPc-STl-1 interactions represents important contributions for the elucidation of the PrPc physiological role.

O funcionamento pleno e harmônico de uma célula está intimamente associado à sua capacidade de manter a integridade genômica. Diversos agentes químicos e físicos exógenos, bem como produtos do próprio metabolismo celular, podem interagir com o DNA, causando danos a esta molécula. Em respota a esses eventos, um intrincado mecanismo de resposta a danos ao DNA é ativado, podendo culminar tanto na correção das lesões, como na ativação de programas de morte celular, como a apoptose, sempre com o intuito de preservar a homeostase tecidual. Falhas neste mecanismo estão associadas a um aumento nas taxas de mutação, que apesar de constituírem a base da diversidade genética e evolução das espécies, está intimimamente associado à tumorigênese e ao envelhecimento. Neste trabalho, dividido em duas partes, utilizamos células de glioma humano como modelo de estudo para quimioterapia adjuvante, bem como também utilizamos neurônios humanos obtidos à partir de células-tronco pluripotente-induzidas como modelo de estudo para a neurodegeneração característica da síndrome de Cockayne, uma doença genética na qual os pacientes apresentam deficiências em mecanismos de reparo de DNA, bem como envelhecimento precoce. Na primeira etapa, avaliamos a resposta de células de glioma a cloroquina, um promissor adjuvante no tratamento desta enfermidade, e notamos que a resistência das células a esta droga estava intimamente relacionada ao seu potencial de membrana mitocondrial, o qual podia ser desfeito por meio da inibição da quinase ATR. Apesar da função canônica desta proteína se dar através da regência da resposta a danos ao DNA, notamos que a sua participação como agente promotor de resistência à cloroquina se dava independentemente deste mecanismo. Também notamos que a combinação da cloroquina com a inibição de ATR via silenciamento gênico exercia um potente efeito tóxico sobre as células tumorais tratadas com o quimioterápico Temozolomida. Já na etapa final desta tese, através do emprego da reprogramação celular, obtivemos, pela primeira vez, neurônios humanos de pacientes portadores da síndrome de Cockayne a partir de fibroblastos de pele. Com este modelo de estudo, foi possível observar que esses neurônios apresentavam uma reduzida densidade de puncta sináptica, bem como uma aparente deficiência na sincronia de suas atividades. Por fim, por meio do sequenciamento do RNA destes neurônios, identificamos uma desregulação na expressão de diversas vias relacionadas ao funcionamento e comunicação neural. As implicações para o uso da cloroquina como adjuvante no tratamento de gliomas, bem como as vantagens do uso de neurônios humanos de Cockayne em detrimento aos modelos atualmente disponíveis, também são discutidos. / Genome integrity is constantly threatened by chemical and physical exogenous agents, as well as products of cells own metabolism, and capability of cells to overcome these challenges is essential to achieve homeostasis. In response to DNA lesions, cells activate a dynamic and intricate DNA damage response that ultimately results either in lesion resolution, or in cell death through apoptosis. Regardless the fate chosen, tissue homeostasis is the ultimate goal. Flaws in this mechanism are associated to an increase in mutation rates. Although it constitutes the basis of genetic diversity and evolution, it is also strictly associated to tumorigenesis and aging. In this thesis, separated in two chapters, we used human glioma cells as a model to study adjuvant chemotherapy, and induced pluripotent stem cells-derived human neurons as a model to study neurodegeneration in Cockayne syndrome, a genetic disease in which patients display defects in DNA repair mechanisms, and also premature aging. In the first chapter, we investigated the response of cancer cells to chloroquine, a promising adjuvant drug in glioma therapy, and we noticed that cellsresistance to this drug was strictly associated to its mitochondrial membrane potential values, which could be dismantled through ATR inhibition. Interestingly, we noticed that the ability of ATR to promote resistance of glioma cells to chloroquine was independent of its canonical role in the DNA damage response. We also noticed that combined treatment of chloroquine to ATR inhibition through gene silencing exerted a powerful toxic effect on glioma cells treated with the chemotherapeutic Temozolomide. In the second chapter of this thesis, we employed cell reprogramming technique to obtain, for the first time, human neurons from Cockayen Syndrome patients from skin fibroblasts. With this model, we were able to identify a reduced density of synaptic puncta, as well as reduced synchrony in the activity of the patients neurons. Through RNA sequencing, we noticed several pathways related to synapses and neuronal function deregulated in Cockayne Sydrome patients neurons. Implications for the use of chloroquine as an adjuvant drug in glioma therapy, as well as the advantage of using iduced pluripotent stem cells-derived Cockayne syndrome human neurons (instead of currently available models) to study this disease, are also discussed.

Este trabalho tem o objetivo avaliar o efeito da adrenalectomia bilateral no processo neurodegenerativo e cicatricial na via nigro estriatal dopaminérgica lesada pela 6- hidroxidopamina (6-OHDA) em ratos, e deste modo contribuir para a interpretação dos efeitos dos hormônios adreno esteróides nos processos neurodegenerativos e neurotróficos nas lesões do sistema nervoso central. Ratos Wistar adultos jovens foram submetidos à cirurgia de retirada bilateral das glândulas adrenais ou cirurgia simulada para a mesma. Após 2 dias, os animais foram submetidos à cirurgia estereotáxica para lesão do sistema nigro estriatal dopaminérgico através da injeção unilateral de 6-OHDA na substância negra. Os animais receberam diariamente doses de reposição hormonal de corticosterona (10mg/kg) ou solução veículo. Após um período de 72 horas, 1 semana e 3 semanas, os animais foram sacrificados por decapitação, e as regiões do mesencéfalo ventral e corpo estriado foram dissecados bilateralmente. O tecido foi processado para o método de Western blot onde foram analisados os seguintes marcadores: tirosina hidroxilase (TH enzima que participa da via de conversão da dopamina), proteína ácida fibrilar glial (GFAP proteína do filamento intermediário do citoesqueleto do astrócito), bem como as moléculas da matriz extracelular fosfacan, neurocan, sulfato de condroitina e NG2, a proteína Laminina e finalmente, o fator de crescimento fibroblástico-2 (FGF-2) na região do mesencéfalo ventral, onde observa-se ações tróficas nos neurônios dopaminérgicos nigras que podem exercer efeitos no processo inflamatório pelas suas ações gliogênica e angiogênica. Deste modo, a neurodegeneração dopaminérgica foi avaliada pelos níveis da TH, a ativação astrocitária pelos níveis da GFAP, o processo de cicatrização pela regulação das moléculas da matriz extracelular e as respostas tróficas pelo FGF-2. Pelos resultados obtidos é possível que hormônios glicocorticóides adrenais modulem os elementos envolvidos na neurodegeneração e reparo e cicatrização do sistema dopaminérgico. / This study has the objective to evaluate the effect of the bilateral adrenalectomy in the neurodegenerative process and cicatrization on the nigroestriatal pathway injury through 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in rat, and in this way contribute for the interpretation of the adreno esteroides hormones effects in the neurodegenerative and neurotrophics process in the central nervous system.injury Adult rats wistar were submitted in a surgery to take the bilateral adrenal gland or a simulate surgery of the same. After 2 days the animals was involved into a stereotaxic surgery to nigroestriatal dopaminergic lesion with a unilateral injection of the 6-OHDA in the nigra. The animals received daily corticosterone hormonal (10mg/kg) or vehicle solution. After a period of 72 hours, 1 week and 3 weeks, the animals were decapitated, and the regions of the ventral midbrain and striatum it was bilaterally dissected. The tissue was processed by Western blot method and analyzed for the following markers: tyrosine hydroxylase (TH - enzyme that join of the dopamine conversion pathway), glial fibrilar acid protein (GFAP protein of the intermediary filament of the astrocyte citoesqueleto, the moleculars extracellular matrix phosphacan, neurocan, chondroitin sulfate and NG2, the Laminin protein and finally, the neurotrophic factor (FGF-2) in the region of ventral midbrain, where watched trophic actions in the dopaminergic neurons that could have effects in the inflammatory processes by your gliogenic and angiogenic actions. In this way, the dopaminergic neurodegeneration was evaluated by the TH levels, the astrocytary activation by the GFAP levels, the cicatrization processes by the molecules regulation of the extracellular matrix and the trophics FGF-2 answers. By the results it is possible that adrenal glucocorticoid hormones modulate the elements involved in neurodegeneration, repair and cicatrization of the dopaminergic system.

A epilepsia do lobo temporal (ELT) é o tipo mais comum de epilepsia em adultos. Estudos experimentais têm descrito aumento da geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) na morte neuronal relacionada à excitotoxicidade, presente em muitas doenças neurodegenerativas, incluindo a epilepsia. O objetivo deste estudo foi avaliar a participação das EROs e da NADPH oxidase na morte neuronal no hipocampo de ratos submetidos ao modelo de ELT induzido pela pilocarpina (PILO). Os métodos utilizados foram a dihidroetidina (DHE) para determinar a geração de EROs, Fluoro-Jade B (detecta a degeneração de neurônios) e o tratamento com apocinina (APO), um antioxidante e inibidor da NADPH oxidase durante 7 dias prévios à injeção de PILO. Ratos machos Wistar adultos (n=5/grupo) foram submetidos à indução do status epilepticus (SE) e sacrificados após diferentes períodos (3, 6, 12 e 24 horas do início do SE). O giro denteado (GD) apresentou morte neuronal e aumento da geração de EROs em todos os períodos avaliados após indução de SE. Na região CA1, foi observada morte neuronal após 24 horas e aumento da geração em 6 e 24 horas. Na região CA3 morte neuronal e geração de EROs foram observadas após 24 horas do início do SE. O tratamento com APO diminuiu os níveis de EROs e morte neuronal em todas as regiões avaliadas. Nossos resultados indicam que o estresse oxidativo contribui para a morte neuronal durante o SE induzido por PILO. Além disso, pode-se sugerir que a NADPH oxidase está envolvida nesse processo, uma vez que o tratamento com APO diminuiu a neurodegeneração presente neste modelo de epilepsia / Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most frequent form of epilepsy in adults. Experimental data have described an increase of reactive species oxygen (ROS) generation in relation to the neuronal death related to excitotoxicity, which occurs in many neurodegenerative diseases, including epilepsy. The aim of this study was to evaluate the participation of ROS generated by NADPH oxidase in the cell death observed in the hippocampus of rats submitted to the pilocarpine (PILO) model of TLE. Dihydroethidium (DHE) oxidation and Fluoro-Jade B assays were peformed in order to detect ROS generation and neurodegeneration, respectively. Moreover, treatment of rats with apocynin (APO), an antioxidant and NADPH oxidase inhibitor, was also performed for 7 days prior to induction of status epilepticus (SE). Male Wistar rats (n=5/group) were submitted to PILO injection for SE induction and sacrificed after different periods (3, 6, 12 and 24 hours after SE establishment). The dentate gyrus (DG) present clear neurodegeneration, as well as an increase of ROS generation, in all analysed periods. In the CA1 area neuronal death was observed at 24h and ROS generation after 6h and 24h after SE establishment. In the CA3 area neuronal death and ROS generation were detected 24h after SE induction. APO treatment was effective in decreasing both ROS production and neurodegeneration in all three hipocampal areas. These results reinforce the idea that oxidative stress contributes to the neuronal death ensuing after SE induced by pilocarpine. In addition, as the APO treatment decreased neurodegeneration present in this epilepsy model, we suggest an involvement of ROS generated by NADPH oxidase in TLE

A Doença de Parkinson é uma doença altamente incapacitante e de grande prevalência. Pouco se sabe sobre sua etiologia e os tratamentos atuais consistem na diminuição dos sintomas, uma vez que ainda não foi encontrada uma maneira de reverter o déficit de neurônios dopaminérgicos observados nos pacientes acometidos. Sabe-se que os receptores purinérgicos são encontrados por todo o sistema nervoso central, não só no indivíduo adulto como também em diferentes estágios do desenvolvimento embrionário e estão envolvidos com proliferação e diferenciação celular. Este trabalho estudou a participação dos receptores purinérgicos em modelo animal de doença de Parkinson por lesão dos neurônios dopaminérgicos da via nigroestriatal com 6-OH dopamina (6-OHDA). Realizamos a análise do perfil de expressão gênica dos diferentes receptores após a lesão e subsequente modulação. Observamos expressão gênica alterada dos receptores P2X7 e P2Y6 até 5 semanas após a lesão. O uso do antagonista do receptor P2X7 Brilliant Blue G (BBG) induziu a regeneração da via nigroestriatal e o uso do antagonista do receptor P2Y6 MRS2578 preveniu a morte dos neurônios. Como esses efeitos foram acompanhados pela inativação de células microgliais, supõe-se que o controle do microambiente neuroinflamatório causado pela injeção de 6-OHDA seja a principal causa do efeito antiparkinsoniano observado pelo tratamento com BBG e MRS2578. Além disso, o transplante celular com células precursoras neuraisnão foi capaz de reverter o comportamento hemiparkinsoniano dos animais lesionados. Apesar do uso concomitante com BBG reduzir o comportamento, parece que esse efeito deve-se ao BBG per se, uma vez que o tratamento somente com o antagonista de P2X7 foi mais eficaz. De maneira geral, a modulação da atividade dos receptores purinérgicos se mostrou uma ferramenta promissora na pesquisa de cura e compreensão das bases moleculares da Doença de Parkinson / Parkinson\'s disease is a highly disabling and prevalent disease. Little is known about its etiology and the current treatments consist in the reduction of the symptoms, since there is no known method to reverse the dopaminergic neurons deficit observed in patients. Purinergic receptors are found throughout the central nervous system, not only in the adult individual but also at different stages of embryonic development, and are involved in proliferation and differentiation. This work investigated the role of purinergic receptors in the animal model of Parkinson\'s disease induced by 6-OH dopamine (6-OHDA) injection and consequent death of dopaminergic neurons of the nigrostriatal pathway. Patterns of purinergic receptors gene expression after the lesion and subsequent modulation were analyzed. We observed altered gene expression of P2X7 and P2Y6 receptors within 5 weeks of injury. The use of the P2X7 receptor antagonist Brilliant Blue G (BBG) induced the regeneration of the nigrostriatal pathway and treatment with P2Y6 receptor antagonist MRS2578 prevented the death of the neurons. Since these effects were accompanied by the inactivation of microglial cells, it is assumed that the control of neuroinflammatory milieu caused by the 6-OHDA injection is the main cause of the antiparkinsonian effect observed by the treatment with BBG and MRS2578. In addition, transplantation with neural precursor cells was not able to reverse the hemiparkinsonian behavior of injured animals. Although concomitant use with BBG improved cell engraftment, it appears that this effect is due to BBG per se, since treatment with only this P2X7receptor antagonist was more effective. In general, modulation of purinergic receptor activity showed to be a promising tool in the research of cure and understanding of the molecular bases of Parkinson\'s Disease.

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva e incurável, caracterizada pela perda seletiva dos neurônios motores (NM) superiores e inferiores com uma sobrevida média de 3 anos. As manifestações clínicas dependem da topografia e comprometimento dos NM. De causa desconhecida, descrições apontam para a participação das células gliais (astrócitos, microglia e célula de Schwann) na toxicidade neuronal. A retração precoce do axônio no músculo esquelético sugere a participação da célula de Schwann na morte neuronal retrógrada (dying back). Este estudo descreveu as alterações na expressão gênica no nervo motor extensor curto do hálux ainda funcionante dos pacientes ELA e o ramo motor do nervo acessório de sujeitos-controle (19 ELA, sendo 9 ELA espinhal e 5 ELA bulbar; 5 controles), utilizando-se plataformas expandidas de microarranjos de DNA (microarray) e análises de bioinformática (DAVID e os seus bancos de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes e o Gene Onthology Consorciun Anottation). Os resultados foram validados por PCRq e Redes de Interação de Proteínas foram geradas pelo Cytoscape. Foram encontrados 138 genes diferencialmente expressos entre esses grupos. O ribossomo e a síntese proteica foram apontados como elementos centrais no estudo em eventos relacionados tanto à neurotoxicidade quanto a protetivos. As Redes destacaram o gene EPS8 na ELA (ambas as formas, ELA bulbar e espinhal) em relação aos controles e o gene FAU na ELA bulbar em relação à ELA espinhal. Os genes e as vias apontados neste estudo deverão ser testados como alvos terapêuticos em estudos futuros envolvendo a ELA / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an incurable progressive neurodegenerative disease characterized by the selective loss of upper and lower motor neurons (MN), with a median survival of 3 years. Clinical manifestations depend on onset site and involvement of the MN. Although the cause of ALS is unknown, reports point towards the participation of glial cells (astrocytes, microglia and Schwann cells) in the neuronal toxicity. The early retraction of the axonium indicates a participation of the Schwann cells in retrograde neuronal death (dying back). The current study described the abnormalities in the genic expression of the functioning extensor hallucis brevis motor neuron from ALS subjects, and the motor branch of the accessory nerve from control subjects (19 ALS, being 9 spinal and 5 bulbar types; 5 controls), through an expanded platform of DNA microarrays and bioinformatics analyses (DAVID, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, and Gene Onthology Consortium Annotation databases). The results were validated by Quantitative PCR (PCRq) and Protein-Protein interaction network generated by Cytoscape. A total of 138 differentially expressed genes were found in these groups. In this study, the ribosome and protein synthesis were pointed as central elements related both to neurotoxicity and protective events. These networks highlighted the EPS8 gene in ALS (in both types, bulbar and spinal) when correlated to controls, and the FAU gene in bulbar ALS in relation to spinal ALS. The genes and pathways identified in this study should be tested as therapeutic targets in future studies approaching ALS

A vida é um processo dinâmico no tempo e no espaço, resultante da interação celular provida pelas junções comunicantes (JCs), canais formados por conexinas (Cxs) que permitem a passagem de moléculas de até 1kDa, e íons. O foco deste trabalho foi caracterizar a modulação de Cxs no desenvolvimento, adaptação visual e após trauma mecânico localizado na retina, através de técnicas como PCR em tempo real, western blot e imuno-histoquímica. No desenvolvimento, a Cx43 apresentou alta expressão no início (255%, P<0.01), a Cx45 teve alta expressão em todos os estágios, as Cx50 e Cx36 são pouco expressas no início (4-9%, P<0.01), mas muito expressas no final e no adulto. Na adaptação ao escuro houve regulação de 115% do RNam da Cx36 após 24h, evidenciando uma plasticidade do acoplamento frente às condições de iluminação. Na neurodegeneração, a expressão da Cx36 não variou nos diferentes tempos pós-lesão, mas a Cx43 aumentou após 7 dias. O papel do acoplamento na degeneração foi estudado utilizando bloqueadores e abridores de JCs combinados com métodos para avaliar a viabilidade celular (TUNEL, FluoroJade e LDH). Finalmente, o bloqueio das JCs diminuiu a morte celular secundária, mas a abertura gerou um efeito inicial pró-apoptótico que depois de 4h foi diluído no tecido. / Life is a dynamic process in time and space, resulting from an interaction provided by gap junctions (GJs), channels composed of connexins (Cxs) that permits the passage of molecules up to 1kDa and ions. The aim of this study was analyze the modulation of Cxs during development, dark adaptation and after local mechanical trauma in the retina using techniques like real time PCR, western blot and imunohistochemistry. In development, Cx43 was highly expressed in the beginning (255%, P<0.01), Cx45 was highly expressed during all development, Cx50 and Cx36 were virtually absent in the beginning (4-9%, P<0.01), but highly expressed in the end of development. In Dark-adaptation, Cx36 was up-regulated after 24h (115%, P < 0.05) suggesting a plasticity of the neuronal coupling in response to light conditions. In neurodegeneration, Cx36 expression didnt ranged in different days after lesion, but the Cx43 increased after 7 days. The coupling was studied by using GJ blockers and openers combined with methods to evaluating cellular viability (TUNEL, FluoroJade and LDH). Finally, blocking the cellular coupling reflects in a decrease of secondary death. GJ openers seems act allowing the spread of death in the beginning, but this effect be diluted after 4h in the tissue.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-09-21T17:33:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AtivacaoMicroglialLesao.pdf: 3729251 bytes, checksum: 2a6d2abaef3a0915b4ff6d9c418422e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-09-28T12:52:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AtivacaoMicroglialLesao.pdf: 3729251 bytes, checksum: 2a6d2abaef3a0915b4ff6d9c418422e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-28T12:52:18Z (GMT). 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O cérebro removido, pós-fixado, crioprotegido, cortado em criostato e os cortes obtidos submetidos à investigação imunoistoquímica com os seguintes anticorpos: Anti-GFAP (1:2000,Dako), Anti-Tau-1 (1:500,Chemicon), Anti-MBP (1:100,Chemicon International), Anti-Nogo A (1:100,Invitrogen), Anti-Iba1 (1:1000, WAKO), Anti-ED1 (1:500, Serotec) e Anti-MHC-II (1:100 Abcam), além da visualização do padrão lesivo com violeta de cresila. As lâminas marcadas pelos diferentes métodos foram avaliadas qualitativamente e algumas também quantitativamente (Anti-Nogo A, Anti-ED1, Anti-MHC-II e Anti-Tau-1), com contagens realizadas no estriado e no corpo caloso. Os dados foram tabulados, submetidos à análise estatística pelo teste de Tukey (p<0,05) e capturadas micrografias dos achados mais representativos. As lâminas coradas com violeta de cresila revelaram um aumento da densidade celular pela infiltração de células inflamatórias à área isquêmica, com aumento expressivo ao 7º dia. Nas lâminas imunomarcadas para GFAP foi encontrado aumento progressivo da população de astrócitos, assim como um aumento do volume celular em 7 e 14 dias. Oligondendrócitos patológicos marcados com Tau-1 tiveram pico de marcação ao 3º dia no estriado e ao 7º dia no corpo caloso, e a perda de compactação de mielina identificada pelo MBP foi melhor observada ao 14º dia, nos diferentes tratos. A ativação microglial identificada pelas diferentes imunomarcações apresentou seu pico ao 7º dia, tanto em estriado como em corpo caloso, porém no corpo caloso com um número muito menor quando comparado com o estriado. A morfologia microglial sofreu variações, sendo encontrado o fenótipo ramificado nos animais controles, assim como nos tempos precoces e tardios pós isquemia e o padrão amebóide/fagocítico ao 7º dia, coincidente com o maior número de células ativadas. A contagem de células Nogo-A + teve seu pico observado ao 3º dia no estriado, não sendo observadas no corpo caloso diferenças de expressão de Nogo-A entre 3 a 14 dias, apenas uma diminuição quando comparado a 30 dias. Sendo assim, microinjeções de ET-1 no estriado induziram conspícua perda tecidual, concomitante com ativação microglial progressiva, astrocitose, perda da imunoreatividade para proteína básica de mielina e lesão de oligodendrócitos em diversos tempos de sobrevida após isquemia focal. Estes eventos acometem alguns tratos de SB, como o corpo caloso. O estabelecimento da evolução temporal destes eventos neuropatológico é a base para estudos futuros, nos quais se deverá manipular a resposta inflamatória com intuito de minimizar estas alterações teciduais. / The objective of this investigation was to evaluate the degenerative pattern of several white matter tracts after striatal ischemic injury, correlating degenerative process standards with the microglial activation and expression of Nogo-A. For this purpose, focal ischemia was induced with stereotactic injection of endothelin in striatum of adult rats, and only in the control animals injected with sterile saline. The animals were perfused 3, 7, 14 and 30 days after ischemia. The brain removed, postfixed, cryoprotected, cut into cryostat sections obtained and submitted to immunohistochemical investigation with the following antibodies: anti-GFAP (1:2000, Dako), anti-Tau-1 (1:500, Chemicon), Anti-MBP (1:100, Chemicon International), Anti-Nogo-A (1:100, Invitrogen), Anti-Iba1 (1:1000, WAKO), ED1 (1:500, Serotec) and Anti-MHC II (Abcam 1:100), besides the viewing of the damage pattern with cresyl violet. Slides are marked by different methods were evaluated qualitatively and quantitatively also some (Anti-Nogo A, anti-ED-1, anti-MHC-II and anti-tau-1), counts were carried out in the striatum and in the corpus callosum. The data were tabulated, statistically analyzed by Tukey test (p <0.05) and micrographs taken of the findings more representative. The slides were stained with cresyl violet revealed an increase in cell density by the infiltration of inflammatory cells to the ischemic area, with a significant increase on day 7. The blades immunostained for GFAP was found progressive increase of the population of astrocytes and an increase in cell volume 7 and 14 days. Oligodendrocyte pathology marked with Tau-1 had peak marking the 3rd day in the striatum and the 7th day in the corpus callosum, and loss of myelin compaction identified by MBP was better at 14, in the different treatment. The microglial activation identified by different immunoblots showed a peak on day 7, both in striatum and in the corpus callosum, but in the corpus callosum with a much smaller number compared to the striatum. The morphology of microglial underwent changes, which found the branched phenotype in control animals, as well as in early and late times after ischemia and amoeboid default / phagocytic day 7, coinciding with the largest number of activated cells. The count of Nogo-A + cells peaked at 3 days observed in the striatum, and there were no differences in the corpus callosum expression Nogo-A 3 to 14 days, only a decrease compared to 30 days. Thus, microinjections of ET-1 induced conspicuous striatal tissue loss, concomitant with progressive microglial activation, astrocytosis, loss of immunoreactivity for myelin basic protein and oligodendrocytes damage in various survival times after focal ischemia. These events affect a few SB tracts, as the corpus callosum. The establishment of the temporal evolution of these events is the neuropathological basis for future studies, in which they should handle the inflammatory response in order to minimize these tissue changes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Regular practice of physical activity promotes beneficial effects to the body. However, excessive duration and intensity of exercise may surpass individual tolerance to exercise, generating oxidative stress (OS). Studies have shown these effects in various organs, such as the heart and muscles, but little is known about their action and mechanisms in the brain. Various neurological and neurodegenerative diseases are associated with OS and neurotoxicity. Considering these aspects, the first objective of this study was to determine the influence of chronic moderate exercise in an OS model induced by reserpine in rats. The animals were submitted to daily sessions of swimming, with a gradual increase in the length of training. After eight weeks, the animals received two injections of reserpine or control solutions (1 mg/kg-sc), alternately. A behavioral evaluation was performed, after which the rats were euthanized and the striatum was dissected for enzymatic and biochemical assays. Reserpine increased the vacuous chewing movements frequency (VCM) and facial twitching (FT), as well as catalase activity, but decreased reduced glutathione levels (GSH). Exercise partially prevented FT, and partially recovered GSH levels, but did not modify the effects on catalase and VCM. There was a positive correlation between catalase activity and orofacial dyskinesia (OD) and a negative correlation between GSH and OD. The second objective of this study was to evaluate the effects of an intense physical activity in the same model of OS. Rats were submitted to eleven weeks of swimming (1 h/day), where each rat s load was increased according to its body weight until reaching 7% of its weight. Behavioral evaluations were performed before euthanasia and the striatum was then dissected for assays. The effectiveness of the training was confirmed through reduced levels of serum lactate and cardiac hypertrophy, observed in exercised animals. Intense exercise reduced the locomotor index and exploratory activity of the animals, demonstrating the development of emotional stress. In the presence of reserpine, exercise increased lipid peroxidation (TBARS) and caused an increase in catalase activity, which were positively correlated with each other. Based on the results, it was concluded that chronic physical activity of moderate intensity improved the antioxidant defenses in movement disorders associated with cerebral OS. On the other hand, excessive exercise caused negative emotional disorders and, in the presence of another aggressor agent, modified brain antioxidant capacity, which possibly could aggravate cases of neurological and/or neurodegenerative diseases associated with oxidative processes. / A atividade física praticada de maneira regular promove adaptações benéficas ao organismo, enquanto a inadequação do tempo e intensidade pode exceder a tolerância individual ao exercício gerando estresse oxidativo (EO). Estudos mostram esses efeitos em diversos órgãos como, por exemplo, coração e músculos, mas pouco se conhece sobre sua ação e mecanismos em nível cerebral. Diversas doenças neurológicas e neurodegenerativas estão associadas ao EO e neurotoxicidade. Considerando esses aspectos, o primeiro objetivo desse estudo foi determinar a influência do exercício crônico moderado em modelo de EO induzido por reserpina em ratos. Os animais foram submetidos a sessões diárias de natação com aumento gradual no tempo de treinamento e, após oito semanas, receberam duas doses de solução de reserpina ou controle (1 mg/kg-sc) em dias alternados. Fez-se avaliação comportamental, eutanásia dos animais e retirada da região estriatal do cérebro para determinação enzimática e bioquímica. A reserpina aumentou a freqüência dos movimentos de mascar vazio (MMV) e o tempo de tremor facial (TF); aumentou a atividade da catalase e diminui os níveis de glutationa reduzida (GSH). O exercício preveniu parcialmente o TF e houve recuperação parcial nos níveis de GSH, mas não modificou os efeitos sobre a catalase e MMV. Foi observada uma correlação positiva entre a atividade da catalase e o desenvolvimento de discinesia orofacial (DO), e uma correlação negativa entre GSH e DO. O segundo objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos de uma atividade física intensa sobre este mesmo modelo de EO. Os animais foram submetidos a onze semanas de natação (1 h/dia) com aumento gradual na carga de treinamento até que essa atingisse 7% de seu peso corporal. Realizaram-se as avaliações de comportamento, eutanásia e retirada do estriado para análises. A efetividade do treinamento foi confirmada através dos níveis diminuídos de lactato sérico e do desenvolvimento de hipertrofia cardíaca, observados nos animais exercitados. O exercício intenso reduziu a atividade locomotora e exploratória dos animais, demonstrando desenvolvimento de estresse emocional. Na presença de reserpina, o exercício elevou a peroxidação lipídica (TBARS) e provocou aumento na atividade da catalase, cujos parâmetros apresentaram correlação positiva. Com estes estudos se concluiu que a atividade física crônica de intensidade moderada foi capaz de melhorar as defesas antioxidantes nos distúrbios motores associados ao EO cerebral. Por outro lado, o exercício excessivo provocou alterações emocionais negativas e, quando na presença de um agressor adicional, modificou a capacidade antioxidante do cérebro, o que poderia agravar casos de doenças neurológicas e/ou neurodegenerativas associadas a processos oxidativos.