Aortocoronary bypass or valve surgery usually require cardiac arrest using cardioplegic solutions. Although, in principle, in a number of cases beating heart surgery (so-called off-pump technique) is possible, aortic or valve surgery or correction of congenital heart diseases mostly require cardiopulmonary arrest. During this condition, the heart-lung machine also named cardiopulmonary bypass (CPB) has to take over the circulation. It is noteworthy that the invention of a machine bypassing the heart and lungs enabled complex cardiac operations, but possible negative effects of the CPB on other organs, especially the brain, cannot be neglected. Thus, neuroprotection during CPB is still a matter of great interest. In this review, we will describe the impact of CPB on the brain and focus on pharmacological and non-pharmacological strategies to protect the brain.

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Aside from preventing traumatic brain injuries (TBIs) altogether, treatment options for TBI typically focus on the secondary biochemical processes that occur in response to the primary mechanical insult. These secondary injuries can lead to apoptosis and necrosis in the days and weeks that follow a TBI. Therefore, finding a treatment that can prevent, reduce, and repair secondary damage is instrumental in the recovery of TBI patients. The flavonoid 7,8-dihydroxyflavone (7,8-DHF) has been identified as a TrkB agonist that mimics the effects of brain derived neurotrophin factor (BDNF). Upon binding to the TrkB receptor, signaling cascades are initiated that can promote neuronal survival and neural differentiation. The use of 7,8-DHF in the treatment of TBI is favorable due to its long half-life and ability to pass the blood-brain barrier (BBB). In this study, we evaluated the dosage time frame of 7,8-DHF that would allow for the greatest impact in recovery after a focal TBI. Adult Sprague-Dawley rats were subjected to a moderate cortical impact injury and administered a 5mg/kg dose of 7,8-DHF i.p. for five days starting on day 0, 2, 3, or 5 post injury. Sensorimotor function was evaluated with beam walk and rotarod test. Morris Water Maze (MWM) and fear conditioning test were used to analyze cognitive function. Biotinylated dextran amine (BDA) was injected into the contralateral cerebral cortex 14 days after injury and animals were sacrificed 28 dpi. Brain sections were processed for Giemsa histological staining to assess cortical lesion volume and the total number of surviving neurons. Parallel sections were processed for BDA staining to assess changes of axon sprouting in the injured cortex. VGlut-1 staining of the hippocampus was used to identify presynaptic plasticity. We found that the administration of 7,8- DHF starting at one hour after TBI could provide protection against motor and cognitive dysfunction. Histological examination showed a significant reduction of cortical lesion volume and higher number of survival neurons in the injured hippocampus when 7,8-DHF administration began one hour and two days after injury. BDA staining of intracortical axon sprouting and VGlut-1 staining of the hippocampus highlighted a trend that 7,8-DHF administration starting day five post brain injury may enhance neuronal plasticity. Collectively, the results indicate that 7,8-DHF can provide the better neuronal protection when administration begins one hour after TBI.

A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada pela perda progressiva de memória episódica relacionada à agregação do peptídeo ?-amiloide (A?) e à fosforilação anormal da proteína tau, levando à perda da função colinérgica. É bem conhecido que o comprometimento desta função devido à neurotoxicidade do peptídeo A? contribui significativamente para o declínio cognitivo associado à DA. Os inibidores da enzima acetilcolinesterase (AChE) compõem a principal classe de drogas usadas no tratamento da DA. No entanto, há uma grande necessidade de síntese de novas moléculas, uma vez que os fármacos já em uso pelos pacientes apresentam alta toxicidade hepática, além de vários efeitos colaterais devido à ação nos tecidos periféricos. A hipótese do presente projeto se baseia na atividade de indução de neurodiferenciação e neuritogênese de novos compostos inibidores de AChE, os quais são híbridos sintéticos de donepezila-tacrina, além de atuarem como neuroprotetores em culturas de células neuronais, sob condições experimentais de um estímulo neurotóxico e de estresse oxidativo induzidos pelo peptídeo A?(1-42) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de neurodiferenciação e neuritogênese, assim como o potencial neuroprotetor de duas moléculas híbridas de donepezila-tacrina na linhagem SH-SY5Y, modelo de diferenciação neuronal. Foram realizados ensaios de citotoxicidade e hepatotoxicidade em células tratadas e coletadas em diferentes tempos (24, 48, 72 e 120 h) nas linhagens celulares SH-SY5Y e HepG2, respectivamente. Ensaios de diferenciação neuronal (análise morfológica), expressão proteica, cinética ciclo celular, proliferação celular, alterações mitocondriais e de estresse oxidativo foram realizados em linhagem neuronal SH-SY5Y. Ainda, foram realizados ensaios de viabilidade e morte celular para avaliar a capacidade de neuroproteção dos novos compostos híbridos na linhagem SH-SY5Y. Estes não se mostraram citotóxicos e não alteraram a viabilidade celular em todas as concentrações avaliadas: TA8Amino 0,0035 a 0,112µM e TAHB3 0,088 a 2,84µM; nos ensaios de hepatotoxicidade, o composto TAHB3 reduziu a viabilidade celular na maior concentração (2,84 µM) e no tempo de 24 h. Ambos os compostos híbridos foram capazes de induzir diferenciação neuronal e neuritogênese, cerca de 55% das células para TA8Amino e 43% para TAHB3. Apenas o composto TA8Amino induziu um aumento de aproximadamente 75% na expressão do marcador ?-III-Tubulina comprovando a formação de neurônios maduros. Nenhum dos tratamentos realizados causaram alterações significativas na distribuição das células nas fases do ciclo celular e no ensaio de proliferação celular. O composto TA8Amino foi capaz de induzir a produção de ROS intracelular (48,27%) e mitocondrial (67,60%) nas células diferenciadas. Ambos os compostos híbridos aumentaram a expressão de SOD1, indicando atuação na atividade antioxidante das células. Entretanto, os compostos não alteraram o potencial de membrana mitocondrial e massa mitocondrial. Esses dados demonstram que o estresse oxidativo induzido pelo TA8Amino não gerou danos por disfunção mitocondrial nas células diferenciadas. Na avaliação de alterações da expressão proteica de PTEN(Ser380/Thr382/383), AKT(Ser473) e COX2 ambos os compostos híbridos promoveram a indução de PTEN e AKT. TA8Amino e TAHB3 induziram um aumento na expressão de COX2 demonstrando umapossível atuação na via de sinalização PI3K/AKT/COX2, compatível com a diferenciação neuronal. Nos ensaios de viabilidade celular, os compostos TA8amino e TAHB3 apresentaram efeito de neuroproteção frente ao dano neurotóxico induzido pelo peptídeo A?(1-42), promovendo uma proteção de 91,93% para TA8Amino e 54,68% para TAHB3, embora o mesmo efeito não tenha sido observado nas células tratadas com o peróxido de hidrogênio. Entretanto, a indução de morte por apoptose pelas moléculas híbridas nas células tratadas com o peptídeo A?(1-42) foi apenas levemente alterada pelos compostos, havendo uma redução de 5,10 e 4,85%, respectivamente, para TA8Amino e TAHB3. Em geral, os resultados do presente trabalho demonstraram que os compostos híbridos donepezilatacrina (TA8amino e TAHB3), inibidores da AChE, apresentam vantagens como potenciais fármacos, visto não serem citotóxicos nas concentrações de inibição da enzima AChE, além de serem capazes de induzir diferenciação neuronal, neuritogênese e neuroproteção, diferentemente dos fármacos donepezila e tacrina, testados isoladamente. / Alzheimer\'s disease (AD) is characterized by a progressive loss of episodic memory related to aggregation of ?-amyloid peptide (A?) and to abnormal phosphorylation of tau protein, leading to loss of cholinergic function. It is well known that the impairment of this function due to A? peptide neurotoxicity contributes significantly to the cognitive decline associated with AD. Acetylcholinesterase (AChE) inhibitors are the main class of drugs used to treat AD. However, there is a great need for synthesis of new molecules, since current drug treatment presents high hepatic toxicity, besides several side effects due to the action in the peripheral tissues. The hypothesis of this project is based on the activity of AChE inhibitor compounds (synthetic hybrids of donepezil-tacrine) in terms of inducing neurodifferentiation and neuritogenesis, as well as neuroprotective effects in neuronal cells under experimental conditions of a neurotoxic stimulus and oxidative stress induced by the peptide A? (1-42) and hydrogen peroxide (H2O2). Thus, the objective of this work was to evaluate the neurodifferentiation and neuritogenesis abilities, as well as the neuroprotective potential of two hybrid molecules of donepezil-tacrine in the SH-SY5Y model. Cytotoxicity and hepatotoxicity assays were performed on treated cells that were collected at different times (24, 48, 72 and 120 h) in SH-SY5Y and HepG2 cell lines, respectively. Neuronal differentiation assays (morphological analysis), protein expression, cell cycle kinetics, cell proliferation, mitochondrial changes and oxidative stress were performed on SH-SY5Y cell line. Further, viability and cell death assays were performed to evaluate the neuroprotection ability of the novel hybrid compounds in SH-SY5Y cells. The compounds did not present cytotoxic effects and did not alter cell viability at the following concentrations: TA8Amino 0.0035 to 0.112?M and TAHB3 0.088 to 2.84?M; in the hepatotoxicity assays, TAHB3 reduced cell viability only at the highest concentration (2.84 ?M) and at the time of 24 h. Both hybrid compounds were able to induce neuronal differentiation and neuritogenesis, around 55% after TA8Amino and 43% after TAHB3 treatment. Only TA8Amino induced approximately 75% increase in ?-III-Tubulin expression, compatible with the formation of mature neurons. None of the treatments performed caused significant changes in cell cycle kinetics. The synthetic hybrid TA8Amino induced the production of intracellular (48.27%) and mitochondrial ROS (67.60%). Both hybrid compounds increased SOD1 expression, which could be related to the increase of oxidative damage. However, both TA8amino and TAHB3 did not promote changes in mitochondrial membrane and mitochondrial mass potential. This data demonstrate that oxidative stress induced by TA8Amino did not generate damage due to mitochondrial dysfunction in differentiated cells. In the evaluation of changes in PTEN(Ser380/ Thr382/383), AKT(Ser473) and COX2 protein expression, both hybrid compounds were able to induce PTEN and AKT expression. TA8Amino and TAHB3 promoted an increase in COX2expression indicating a possible role in the PI3K/AKT/COX2 pathway, which is related to neuronal differentiation. In the cell viability assays, TA8amino and TAHB3 showed a neuroprotective effect against the neurotoxic damage induced by the A? peptide (1-42), promoting a protection of 91.93% for TA8Amino and 54.68% for TAHB3, although the same effect could not be observed in cells treated with hydrogen peroxide. However, the induction of apoptosis by the hybrid molecules in cells treated with the A?(1-42) peptide was only slightly altered by the compounds, with a reduction of 5.10 and 4.85%, respectively, for TA8Amino and TAHB3, respectively. In general, the results of the present work demonstrate that donepezil-tacrine hybrid compounds (TA8amino e TAHB3), AChE inhibitors, have advantages as potential drugs, since they are not cytotoxic at concentration levels that inhibit AChE enzyme, besides being able to induce neuronal differentiation, neuritogenesis and neuroprotection, unlike the drugs donepezil and tacrine, tested alone.

Várias evidências têm caracterizado os efeitos benéficos do gangliosídeo GM1 no tratamento de lesões neurológicas. O GM1 também foi estudado para o tratamento de doenças neurodegenerativas, principalmente em relação ao seu papel na neuroplasticidade e neuroproteção. O objetivo deste estudo foi analisar os possíveis efeitos de GM1 em modelo de doença de Parkinson induzida pela injeção intraestriatal unilateral de 6-hidroxidopamina (6-OHDA) em ratos. O GM1 foi injetado em conjunto com 6-OHDA e sete dias após a cirurgia os cérebros foram coletados para análise. Os resultados bioquímicos mostraram que o tratamento com GM1 intraestrial atenua aspectos inflamatórios e reduz os indicadores de morte neuronal, tal como evidenciado pela manutenção dos níveis de GFAP, OX-42 e caspase-3 em níveis de controle. A melhoria no tratamento por GM1 foi também demonstrada com a preservação de um fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e os níveis de tirosina hidroxilase após 6-OHDA. A análise comportamental corrobora os achados bioquímicos, demonstrando que o GM1 possui a capacidade de preservação dos movimentos, visto pelo teste de cilindro. Sugerimos que o GM1 exerce neuroproteção no modelo de 6-OHDA, quando administrado por uma via local. Isto poderia representar um meio viável para transpor as barreiras farmacocinéticos que afetam a entrega de uma concentração apropriada da droga para áreas do cérebro / Several evidences have characterized the beneficial effects of ganglioside GM1 in the treatment of neurological lesions. GM1 has also been studied for the treatment of neurodegenerative diseases, mainly in relation to its role in neuroplasticity and neuroprotection. The objective of this study was to analyze the possible effects of GM1 on a model of Parkinson\'s disease induced by unilateral intra-striatal injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in rats. The GM1 was injected together with 6-OHDA and seven days after surgery the brains were collected for analysis. Biochemical results showed that treatment with intra-striatal GM1 attenuates inflammatory aspects and reduces the indicators of neuronal death, as evidenced by maintaining levels of GFAP, OX-42 and caspase-3 at control levels. Improvement after GM1 treatment was also demonstrated by the preservation of a brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and tyrosine hydroxylase levels after 6-OHDA. The behavioral analysis corroborates the biochemical findings, demonstrating that GM1 has the ability to preserve movements, as seen by the cylinder test. We suggest that GM1 exerts neuroprotection in the 6-OHDA model when administered by a local route. This could represent a viable means of overcoming the pharmacokinetic barriers affecting the delivery of an appropriate concentration of the drug to areas of the brain

A coenzima Q10 é uma provitamina lipossolúvel sintetizada endogenamente e naturalmente encontrada em alimentos como a carne vermelha, peixes, cereais, brócolis e espinafre. É comercializada como suplemento alimentar e utilizada em formulações cosméticas. Localiza-se na membrana de organelas celulares como retículo endoplasmático, vesículas e membrana interna da mitocôndria, onde atua como um cofator essencial na cadeia respiratória. Apresenta propriedades antioxidantes e potencial no tratamento de doenças neurodegenerativas e neuromusculares. O objetivo deste trabalho foi investigar os possíveis efeitos protetores de uma formulação hidrossolúvel de coenzima Q10 em células PC12 expostas à cisplatina, um fármaco antineoplásico que tem a neurotoxicidade como um dos fatores limitantes à sua utilização. A linhagem celular PC12 (feocromocitoma de ratos) utilizada nesta investigação é um reconhecido modelo in vitro para estudos neuronais. Os métodos empregados foram os ensaios do MTT, cometa, citoma micronúcleo com bloqueio da citocinese, crescimento de neuritos e análise da expressão do gene Tp53. Os resultados obtidos na avaliação da citotoxicidade da coenzima Q10 (0,1 - 20 µg/mL) mostraram que este antioxidante foi citotóxico às células PC12 na concentração de 20,0 µg/mL e não apresentou citotoxicidade em baixas concentrações. Para os ensaios do citoma e cometa, foram selecionadas três concentrações não citotóxicas de coenzima Q10 (0,1; 0,5 e 1,0 µg/mL) que não apresentaram mutagenicidade e genotoxicidade às células PC12. O efeito protetor da coenzima Q10 sobre a cisplatina no ensaio do citoma foi caracterizado pela diminuição da freqüência de micronúcleos e brotos nucleares, entretanto a proteção da coenzima Q10 não foi evidenciada no ensaio cometa. Alterações significativas na expressão do gene Tp53 não foram observadas no tratamento coenzima Q10 (1,0 µg/mL) associado à cisplatina (0,1 µg/mL). A coenzima Q10 (0,1 e 1,0 µg/mL) não foi neurotóxica em células PC12 indiferenciadas e diferenciadas após exposição ao fator de crescimento do nervo, e seu melhor efeito neuroprotetor foi observado na menor concentração avaliada. A coenzima Q10 reduziu a citotoxicidade da cisplatina (10,0 µg/mL) em células PC12 indiferenciadas e estimulou o crescimento de neuritos em células PC12 diferenciadas. A determinação dos efeitos citoprotetores da coenzima Q10 em um modelo neuronal é importante para elucidar possíveis estratégias de neuroproteção que poderiam ser aplicadas aos pacientes submetidos à quimioterapia. / Coenzyme Q10 is a liposoluble provitamin endogenously synthesized and naturally found in various foods items, such as meat, fish, cereals, broccoli and spinach. It is a dietary supplement in some countries and used in cosmetic formulations. Coenzyme Q10 is located in the membrane of cellular organelles such as endoplasmic reticulum, vesicles and inner mitochondrial membrane, where acts as an essential cofactor in the respiratory chain. It has antioxidant properties and potential in the treatment of neurodegenerative and neuromuscular diseases. The objective of this study was to investigate the possible protective effects of a water-soluble formulation of coenzyme Q10 in PC12 cells exposed to cisplatin, an anticancer drug that has neurotoxicity as a dose-limiting factor. The PC12 cell line (rat pheocromocytoma) used in this investigation is a recognized in vitro model for neuronal studies. The methods used were the MTT, comet, cytokinesis-block micronucleus cytome, neurite outgrowth assays and expression of Tp53 gene. The results obtained in the cytotoxicity of coenzyme Q10 (0.1-20 µg/mL) showed that this antioxidant was cytotoxic to PC12 cell at a concentration of 20.0 µg/mL and it was not cytotoxic at low concentrations. For the cytome and comet assays, were selected three non-cytotoxic concentrations of coenzyme Q10 (0.1, 0.5 and 1.0 µg/mL) without mutagenicity and genotoxicity PC12 cells. The protective effect of coenzyme Q10 in cytome assay was characterized by decreased frequency of micronuclei and nuclear buds induced by cisplatin, however the protection of coenzyme Q10 was not evidenced by the comet assay. No significant change in the Tp53 gene expression were observed in the coenzyme Q10 (1.0 µg/mL) plus cisplatin (0.1 µg/mL) treatment. Coenzyme Q10 (0.1 and 1.0 µg/mL) was not neurotoxic in undifferentiated and nerve growth factor differentiated PC12 cells and the lowest concentration evaluated showed the best neuroprotective effect. The coenzyme Q10 treatment reduced the citotoxicity of cisplatin (10.0 µg/mL) in undifferentiated PC12 cells and stimulated the neurite outgrowth in differentiated PC12 cells. Determination of the cytoprotective effects of the coenzyme Q10 in a neuronal model is important to elucidate possible strategies for neuroprotection that could be applied to patients undergoing chemotherapy.

As doenças neurodegenerativas (DN), incluindo doença de Alzheimer e doença de Parkinson, estão entre as principais causas de mortalidade e morbidade nos países ocidentais. Não há ainda um tratamento definitivo para estas neuropatias, mas os estudos têm apontado para mecanismos comuns de toxicidade, que incluem disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e apoptose. Assim, as mitocôndrias constituem alvos importantes para futuras estratégias de neuroproteção visando tratar, prevenir ou retardar a neurodegeneração. A biodiversidade da fauna brasileira representa uma fonte promissora e ainda pouco explorada de novas moléculas com (i) atividade neuroprotetora e, portanto, potencial para originar novos fármacos para o tratamento destas doenças; ou ainda com (ii) atividade neurotóxica, podendo ser utilizadas como ferramentas de estudo de mecanismos de neurotoxicidade. O presente estudo teve por objetivo investigar o possível potencial neuroprotetor e/ou neurotóxico de peptídeos de baixo peso molecular, obtidos a partir do veneno de diferentes espécies de serpentes do gênero Bothrops por meio da investigação dos efeitos destes compostos na função mitocondrial de cérebro de rato. Duas das frações estudadas (obtidas a partir do veneno da B. atrox e da B. jararaca) apresentaram um interessante potencial protetor contra o intumescimento osmótico mitocondrial e a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), eventos associados à transição de permeabilidade mitocondrial e à morte celular. Por outro lado, outra fração, obtida a partir do veneno da B. pirajai, apresentou potencial neurotóxico. Estes achados podem ser úteis para estudos mecanísticos e também no estabelecimento de futuras estratégias de tratamento das doenças neurodegenerativas, tendo as mitocôndrias como alvos terapêuticos (terapia alvo). / The neurodegenerative diseases, including Alzheimer\'s and Parkinson\'s diseases, are among the main causes of morbidity and mortality in Western countries. A definitive treatment for these neuropathies has not yet been found, but studies have indicated common mechanisms of toxicity, including mitochondrial dysfunction, oxidative stress and apoptosis. Therefore, mitochondria represent important targets for the future neuroprotective strategies aimed to treat, prevent or delay the neurodegeneration. The Brazilian fauna biodiversity represents a promising and under explored source of new molecules with (i) neuroprotective activity and potential to originate new drugs for the treatment of these diseases; or yet, with (ii) neurotoxic activity, representing tools to study neurotoxicity mechanisms. The present study aimed to investigate the possible neuroprotective and/or neurotoxic potential of low-molecular-mass peptides extracted from the venom of different species of Bothrops genus snakes by investigating their effects on rat brain mitochondrial function. Two of the studied fractions (from B. atrox and B. jararaca venoms) presented an interesting protective potential against both the mitochondrial swelling and reactive oxygen species (ROS) production, events associated with mitochondrial permeability transition and cell death. On the other hand, other fraction (from B. pirajai venom) presented a neurotoxic potential. These findings might be useful for mechanistic studies and also for the establishment of future strategies of neurodegenerative diseases treatment, using mitochondria as therapeutic targets (targeted therapy).

Cisplatina é um agente quimioterápico altamente eficaz utilizado no tratamento de vários tipos de câncer. No entanto, seu uso clínico é limitado por ser o mais neurotóxico entre os derivados de platina. A neuropatia sensorial periférica induzida pela cisplatina é caracterizada pela degeneração distal dos axônios podendo progredir para a degeneração dos corpos celulares e apoptose. O mecanismo de ação tóxica tem sido associado aos danos no DNA, mas a cisplatina também pode interferir no crescimento de neuritos. No entanto, o mecanismo neurotóxico ainda permanece incerto. Embora vários compostos tenham demonstrado efeito protetor contra a neurotoxicidade induzida pela cisplatina, nenhum tratamento efetivo foi desenvolvido. O éster fenetil do ácido cafeico (CAPE) é um composto fenólico extraído da própolis, cujo efeitos neuroprotetores tem sido atribuído às suas propriedades antioxidantes. Do contrário, poucos estudos avaliam o potencial neurotrófico do CAPE como uma possível fonte de proteção. Sendo assim, no presente estudo foram investigados os mecanismos pelos quais a cisplatina induz neurotoxicidade, bem como o possível efeito neuroprotetor do CAPE e os mecanismos envolvidos na neuroproteção. Os resultados demonstraram que os efeitos neurotóxicos da cisplatina foram induzidos por uma concentração não citotóxica (5 ?M), a qual foi capaz de inibir o crescimento de neuritos e reduzir a expressão das proteínas neuronais (GAP-43, sinapsina I e sinaptofisina) e do citoesqueleto (NF-200, ?-III-tubulina e F-actina) em células PC12 sem induzir dano mitocondrial, apoptose e estresse oxidativo. Neste estágio, a neurotoxicidade da cisplatina não foi mediada pelo NGF e nem pelos receptores trkA, sugerindo um mecanismo independente da via NGF/trkA. A diminuição da captação da glicose induzida pela cisplatina, pode estar associada à redução na expressão das proteínas relacionadas ao estado energético, sugerindo que a regulação negativa da AMPK ?, da fosfo-AMPK ? e da SIRT1 podem estar envolvidas no mecanismo de neurotoxicidade da cisplatina. A cisplatina também inibiu a captação do glutamato via EAAT2 de uma maneira não específica, sugerindo que outros processos podem ser modulados e participarem desta inibição. O CAPE atenuou os efeitos inibitórios da cisplatina sobre a diferenciação celular, sobre os marcadores da neuroplasticidade axonal (GAP-43, sinapsina I e sinaptofisina), sobre as proteínas do citoesqueleto (NF-200, ?-III-tubulina e F-actina) e também sobre os marcadores do perfil energético (AMPK ?, da fosfo- AMPK ? e da SIRT1). O CAPE também aumentou a viabilidade das células PC12 expostas à IC50 da cisplatina. O mecanismo neuroprotetor do CAPE é independente e não aditivo ao efeito do NGF, pode envolver a ativação dos receptores trkA, bem como das vias de sinalização neurotrófica MAPK/Erk e PI3K/Akt. Tais resultados sugerem a contribuição da neuroplasticidade no mecanismo de neuroproteção do CAPE contra a neurotoxicidade induzida pela cisplatina. / Cisplatin is a highly effective chemotherapeutic agent that is used in the treatment of several types of cancer. However, its clinical use is limited because it is the most neurotoxic among platinum compounds. Peripheral sensory neuropathy induced by cisplatin is characterized by distal axonal degeneration that might progress to degeneration of cell bodies and apoptosis. The toxic mechanism of cisplatin has been mainly associated with DNA damage, but cisplatin might also affect nerite outgrowth. Nevertheless, the neurotoxic mechanism of cisplatin remains unclear. Although many compounds have demonstrated protective effect against the neurotoxicity induced by cisplatin, no effective treatment has been developed. Caffeic acid phenethyl ester (CAPE) is a propolis component with neuroprotective effects mainly attribute to antioxidant properties. On the other hand, there are few studies addressing the neurotrophic potential of CAPE as a possible source of protection. Thus, the present study investigated the mechanism by which cisplatin induces neurotoxicity, as well as the possible neuroprotective effect of CAPE and the mechanisms involved in neuroprotection. According to the results, the neurotoxic effects of cisplatin were induced by a non-cytotoxic concentration (5 ?M), which was able to inhibit the neurite outgrowth and reduce the expression of neuronal proteins (GAP-43, synapsin I and synaptophysin), and cystoskeleton (NF-200, ?-III-tubulin and F-actin) in PC12 cells, without inducing mitochondrial damage, apoptosis and oxidative stress. At this stage, the neurotoxicity of cisplatin was not mediated by NGF or trkA receptors, suggesting a NGF/trkA independent mechanism. Decreased cisplatin-induced glucose uptake might be associated with reduced expression of energy-related proteins, suggesting that downregulation of AMPK ?, phospho-AMPK ? and SIRT1 expression might be involved in the neurotoxicity mechanism of cisplatin. Cisplatin also inhibited glutamate uptake via EAAT2 in a non-specific manner, suggesting that other processes can be involved in this modulation, resulting in uptake inhibition. CAPE attenuated the inhibitory effects of cisplatin on cell differentiation, on axonal neuroplasticity markers (GAP-43, synapsin I and synaptophysin), on cystoskeleton proteins (NF-200, ?-III-tubulin and F-actin) and also on energy profile markers (AMPK ?, phospho-AMPK ? and SIRT1). CAPE also increased the viability of PC12 cells exposed to IC50 of cisplatin. The neuroprotective mechanism of CAPE is not dependent on NGF nor is it additive to the effect of NGF, but might involve the activation of trkA receptors, as well as the neurotrophic signaling MAPK/Erk and PI3K/Akt pathways. These results suggest the contribution of neuroplasticity in the neuroprotection mechanism of CAPE against cisplatin-induced neurotoxicity.

As doenças neurodegenerativas (DN) estão entre as principais causas de mortalidade e morbidade nos países ocidentais. Não há ainda um tratamento definitivo para estas neuropatias, mas os estudos têm indicado mecanismos comuns de toxicidade que incluem disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e apoptose. Assim, as mitocôndrias constituem alvos importantes para futuras estratégias de neuroproteção a fim de tratar, prevenir ou até mesmo retardar a neurodegeneração. Neste contexto, o canabidiol (CBD), um constituinte não psicoativo da Cannabis sativa e cuja propriedade neuroprotetora tem sido sugerida por diferentes estudos, surge como uma alternativa bastante promissora. Diferentes mecanismos moleculares podem estar envolvidos na neuroproteção exercida pelo CBD. Embora o potencial efeito benéfico do canabidiol com relação às doenças neurodegenerativas já tenha sido sugerido, não há ainda estudos que abordem precisamente os mecanismos de proteção contra a toxicidade mitocondrial cerebral, evento chave no processo neurodegenerativo. O presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos do CBD em mitocôndrias cerebrais de rato, bem como possíveis mecanismos de neuroproteção. Foram avaliados os seguintes parâmetros: função mitocondrial, estresse oxidativo mitocondrial e transição de permeabilidade de membrana mitocondrial (TPMM). Os resultados obtidos sugerem que o canabidiol é capaz de proteger as mitocôndrias cerebrais contra o intumescimento osmótico induzido por cálcio/fosfato, contra a produção de H2O2 induzida por terc-butil hidroperóxido e contra a peroxidação lipídica induzida por Fe2+ e citrato. A captação mitocondrial de cálcio e a capacidade fosforilativa não foram afetadas. / Neurodegenerative diseases (ND) are among the leading causes of mortality and morbidity in Western countries. There is not a definitive treatment for these neuropathies, but studies have indicated mechanisms of toxicity which include mitochondrial dysfunction, oxidative stress and apoptosis. Therefore, mitochondria are important targets for future neuroprotective strategies to treat, prevent or even slow the neurodegeneration. In this context, cannabidiol (CBD), a constituent of non-psychoactive Cannabis sativa and whose neuroprotective property has been suggested by different studies, emerges as a promising alternative. Different molecular mechanisms may be involved in the neuroprotection exerted by CBD. Although the potential beneficial effects of cannabidiol in relation to neurodegenerative diseases has already been suggested, there are no studies addressing specifically the mechanisms of protection against mitochondrial toxicity brain, a key event in the neurodegenerative process. This study aimed to investigate the effects of CBD on rat brain mitochondria, as well as the mechanisms of neuroprotection. The following parameters were evaluated: mitochondrial function, mitochondrial oxidative stress and permeability transition of the mitochondrial membrane (MPT). The results suggest that cannabidiol can protect brain mitochondria against: the osmotic swelling induced by calcium/phosphate, the production of H2O2 induced by tert-butyl hydroperoxide and the lipid peroxidation induced by Fe2+ and citrate. The mitochondrial calcium uptake and phosphorylative capacity were not affected.

A lesão medular é uma injúria do sistema nervoso central que resulta em grande déficit funcional. É uma condição relacionada ao desenvolvimento industrial e tecnológico e acomete principalmente adultos jovens em idade produtiva. Apesar de algumas tentativas terapêuticas estarem sob investigação, ainda não há tratamento eficaz que garanta recuperação funcional. A maioria das estratégias utilizadas visa estimular eventos de neuroplasticidade. A cúrcuma é um composto dietético que tem potencial terapêutico por interferir em processos inflamatórios, oxidativos e imunológicos. O presente estudo investigou possíveis efeitos terapêuticos da cúrcuma após hemissecção medular em ratos. O protocolo experimental foi aprovado pelo Comitê de Ética em Uso de Animais da Escola de Artes, Ciências e Humanidades. Os animais foram submetidos à hemissecção medular após a medula espinhal ser exposta por laminectomia. Os animais foram divididos em 2 grupos experimentais: i) lesionado com cúrcuma (LC); ii) lesionado sem tratamento (LS). Os testes comportamentais BBB Score, Combined Behavior Score, plano inclinado e Beam Walking foram realizados 24h, 72h e 7 dias depois da lesão para avaliar o reaprendizado medular e a recuperação funcional. Os resultados demonstraram melhora do comportamento sensitivo-motor dos animais, provavelmente envolvendo neuroproteção das vias de tato, dor e pressão. As propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes da cúrcuma podem ter levado à melhora funcional. Análises celulares e moleculares são necessárias para entendermos melhor os efeitos no epicentro da lesão depois do tratamento com a cúrcuma. Um dos possíveis efeitos prováveis é sobre a conversão de alguns ácidos graxos envolvidos na inflamação, como o ácido araquidônico, diminuindo sua ação e gerando ganhos funcionais. O uso da cúrcuma na fase aguda da hemissecção medular interferiu positivamente na recuperação sensitivo-motora deflagrando, portanto, eventos de neuroproteção e neuroplasticidade / The spinal cord injury is a condition that results in severe functional deficit. It is related to the industrial and technological development and affects mainly young adults. Despite some therapeutic trials are under investigation, there is no treatment that guarantees functional recovery. Most of those strategies for recovery involve neuroplasticity. Curcumin is a dietetic compound with known therapeutic potential, interfering on inflammatory, oxidative and immunological processes. The present study investigated the effects of the treatment with curcumin on acute phase of spinal cord hemi-section in rats. The protocol has been approved by Ethics Committee of School of Arts, Sciences and Humanities. The animals were submitted to hemi-section after laminectomy and were divided in two groups: i) injured with curcumin (LC); ii) injured without treatment (LS). The following behavioral tests were performed 24h, 72h and 7 days after lesion: BBB Score, Combined Behavior Score, inclined plane and Beam Walking test aiming to evaluate medular relearning and functional recovery. The tests indicated an improvement of the sensitive-motor behavior probably by neuroprotection of tactile, pain and pressure pathways. The anti antiinflammatory and antioxidant properties of curcumin could result in functional improvement. Cellular and molecular analysis are necessary to better understand the effects could be over the conversion of some fatty acids involved on inflammation, such as arachidonic acid, reducing its action and promoting functional gain. The use of curcumin in the acute phase of spinal cord hemi-section seems to interfere positively in sensorial-motor recovery triggering neuroprotection and plasticity