Submitted by Ismael Pereira (ismael@neuro.ufrn.br) on 2017-11-03T14:45:12Z No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) / Approved for entry into archive by Ismael Pereira (ismael@neuro.ufrn.br) on 2017-11-03T14:46:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T11:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) Previous issue date: 2005-12 / Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsic?ticos at?picos de baixo pre?o comercial e tamb?m procurar entender o mecanismo de a??o que leva a um perfil antipsic?tico at?pico. Os resultados da tese s?o divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e te?ricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necess?ria primeiramente a programa??o de um software para medir locomo??o em roedores ap?s filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamat?rgico ? que sabidamente est? envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia ? promovendo a capta??o astrocit?ria de glutamato. J? a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de c?lcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado ?s suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopamin?rgicos do tipo D2. A guanosina diminuiu o aumento de locomo??o induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que n?o apresentou efeito sobre o aumento de locomo??o induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsic?tico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomo??o induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que n?o causam efeitos catal?pticos importantes. Portanto, foi conclu?do que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsic?tico at?pico, com as vantagens de j? estarem dispon?veis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsic?ticos at?picos dispon?veis comercialmente nos dias de hoje. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados te?ricos matem?ticos que podem ser derivados da teoria da lei de a??o das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando tamb?m resultados experimentais j? conhecidos de PET. Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferen?as entre os perfis antipsic?ticos at?picos e t?picos em rela??o ? gera??o de sinais extrapiramidais. ? discutido que fatores culturais e comerciais relacionados ? posologia atual empregada no tratamento com antipsic?ticos t?picos podem ser os respons?veis pelas diferen?as de perfis, uma vez que alguns deles s?o prescritos em doses proporcionalmente maiores em rela??o ? sua afinidade, atingindo assim maiores n?veis de bloqueio dopamin?rgico no estriado. Uma curta meia-vida plasm?tica tamb?m ? apontada como um poss?vel par?metro importante na gera??o de um perfil at?pico. ? mostrado ainda alguns erros de concep??o relacionados ao curso temporal da ocupa??o dopamin?rgica que tem sido atualmente cometidos na literatura cient?fica, como o conceito de meia-vida de ocupa??o de receptores. Como um ?ltimo resultado te?rico, ? proposto um algoritmo para a redu??o de dose em pacientes tratados com antipsic?ticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais. / The aims of this work were the search for new atypical antipsychotics presenting low cost and the understanding of the mechanism of action leading to atypical antipsychotic profile. The results obtained are presented in two distinct parts based on their nature, namely, experimental (first part) or theoretical (second part). For the development of the first part, a webcam based software to measure locomotion of rodents was programmed. After that, it was investigated the effect of guanosine, flunarizine and cinnarizine on animal models of psychosis, as well as in other behavioral tasks. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system ? which is known to be involved in the pathophysiology of schizophrenia ? by promoting astrocytic glutamate reuptake. Flunarizine and cinnarizine, two calcium channel blockers commonly used in many countries to treat vertigo and migraine, were chosen because they were shown to induce extrapyramidal signs in elder patients, which was later related to moderate antagonist properties at dopamine D2 receptors. Guanosine was able to reduce a NMDA antagonist (MK-801) induced hyperlocomotion, whereas it had no effect on the hyperlocomotion induced by amphetamine, and it is discussed that its utility as antipsychotic drug should be further evaluated. Both cinnarizine and flunarizine were able to reduce the hyperlocomotion induced by MK-801 and amphetamine at doses that presented no significant cataleptic behavior. It was therefore concluded that these compounds have a potential atypical antipsychotic profile, with the advantage of already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost when compared to current commercially available atypical antipsychotics. The second part of this thesis presents some theoretical mathematical results that can be derived from the law of mass action theory applied to receptor binding linked with known PET experimental data. These results present insights to the understanding of the differences between typical and atypical profile of antipsychotics regarding the generation of extrapyramidal syndrome. It is argued that cultural and commercial aspects related to the nowadays employed posology of typical antipsychotics can be responsible for the difference seen in profile, once some typical antipsychotics are prescribed in proportionally higher doses in relation to their affinities, leading therefore to higher dopaminergic blockade. A short plasmatic half-life is also pointed as a possible important factor leading to an atipical profile. Moreover, the second part of this thesis also points to some misconception currently being used in the scientific literature regarding the time-course of dopaminergic occupation, such as the concept of receptor occupation half-life. As a last theoretical based result, it is proposed an algorithm for antipsychotic dose reduction in patients presenting extrapyramidal signs and symptoms.

Submitted by PPG Pediatria e Sa?de da Crian?a (pediatria-pg@pucrs.br) on 2018-05-17T17:25:42Z No. of bitstreams: 1 TESE Thiago Viola Final.pdf: 3221820 bytes, checksum: 98e6a1c6936e1a12973e6fe2d7d12ce5 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-05-30T16:45:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE Thiago Viola Final.pdf: 3221820 bytes, checksum: 98e6a1c6936e1a12973e6fe2d7d12ce5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T16:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE Thiago Viola Final.pdf: 3221820 bytes, checksum: 98e6a1c6936e1a12973e6fe2d7d12ce5 (MD5) Previous issue date: 2018-03-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Introduction: Child development in adverse environments and conditions, such as with the lack of economic resources or with parental care deprivation, is considered a major risk factor for neurological and psychiatric diseases. Altered cognitive processing is thought to mediate this relationship, however, the neurobiological mechanisms underlying the effects of early adverse experiences on cognition have not yet been fully revealed. Evidence indicates that dopaminergic neurotransmission and the corticotrophinergic system have important functions in the neurobiology of decision-making and risk assessment, which are cognitive processes associated with the functionality of the cerebral cortex. Similarly, working memory is another cognitive domain that underlies cortical activity, and some studies indicate that alterations in neuroimmunologic signaling may contribute to the decline of these higher order cognitive functions. Objectives: To investigate the effects of impoverished housing conditions during early life on risk assessment processing and its associated cortical neurobiological and epigenetic mechanisms in C57BL/6 adolescent mice. In addition, we investigated the effects maternal care deprivation during early life, and the effects of systemic activation of the toll-type receptor (TLR)-3 on working memory performance, and its associated cortical neurobiological mechanisms in male BALB/c mice. Methods: Two studies with rodent experimental models were proposed. The first study used a model of impoverished housing from the postnatal day (P) 2 to P9. During adolescence, risk assessment was investigated using a behavioral paradigm that explores the conflict between two biologically relevant stimuli: the motivation to consume a sweet and highly palatable solution while being threatened by predatory olfactory cues. The expression of dopaminergic (Drd1, Drd2) and corticotrophinergic (Cfr, Crfr1) genes in the medial prefrontal cortex (mPFC) were investigated by real-time PCR. The accumulation of histone marks (H3K9me3, H3R2me2s) were assessed at the promoter region of genes associated with behavioral outcomes. In addition, plasma corticosterone levels were assessed by ELISA. In the second study, a rodent model of maternal care deprivation from P2 to P15 was applied. During adolescence, animals were injected with a TLR-3 agonist, which is a viral receptor implicated with inflammatory signaling, and then tested in a working memory task. The expression of pro-inflammatory genes (Nfkb1, Il6 and Tnf-?) and the receptor itself (Tlr3), were performed in the mPFC by real-time PCR. Results: In the first study, we found increased anxiety-like behavior, increased HPA axis response to stress and impaired RA processing in female adolescent mice, with no effect in males. These sex-specific effects were associated with increased Crfr1 mRNA expression in the medial prefrontal cortex (mPFC), which correlated with an increase in the occupancy of the histone mark H3R2me2s, a histone modification known to be involved in transcriptional activation and epigenetic priming, within the promoter of the Crfr1 gene. In the second study, we found that systemic administration of a TLR-3 agonist can modulate and exacerbate early life stress induced working memory impairments, and that higher gene expression levels of Nfkb1 in the mPFC was associated a lower working memory performance. Conclusions: The findings of the first study indicated a deleterious effect of impoverished housing exposure on risk assessment processing in females, which could be detrimental for cognitive performance in potentially dangerous situations, and suggest that the epigenetic priming of the Crfr1 gene may represent a critical factor mediating the relationship between early life stress and altered cognitive processing later in life in females. Finally, the findings of the second study demonstrated that the systemic activation of TLR-3 can induce working memory impairments, revealing an important mediating role of the neuroinflammatory signalling in the cerebral cortex associated with the cognitive changes resulting from maternal care deprivation exposure during early in life. / Introdu??o: O desenvolvimento infantil em ambientes e condi??es adversas, como frente a escassez de recursos econ?micos ou de cuidado parental, ? considerado fator de risco para doen?as neurol?gicas e psiqui?tricas. Altera??es em processos cognitivos parecem mediar esta rela??o, contudo, os mecanismos neurobiol?gicos adjacentes aos efeitos de experi?ncias adversas precoces sobre a cogni??o ainda n?o foram completamente revelados. Evid?ncias apontam que a neurotransmiss?o dopamin?rgica e o sistema corticotrofin?rgico possuem importantes fun??es na neurobiologia da tomada de decis?o e avalia??o do risco, que s?o processos cognitivos associados a funcionalidade do c?rtex cerebral. Similarmente, a mem?ria de trabalho ? outro dom?nio cognitivo que envolve atividade cortical, e alguns estudos apontam que altera??es na sinaliza??o neuroimunol?gica podem contribuir para o decl?nio destas fun??es cognitivas superiores. Objetivos: Investigar o efeito da exposi??o a moradia empobrecida na inf?ncia sobre o processamento cognitivo de avalia??o do risco e mecanismos neurobiol?gicos e epigen?ticos corticais associados em camundongos adolescentes da linhagem C57BL/6. Al?m disso, investigar o efeito da priva??o do cuidado materno na inf?ncia e da ativa??o sist?mica do receptor do tipo toll (TLR)-3 sobre a mem?ria de trabalho e mecanismos neurobiol?gicos corticais associados em camundongos machos adolescentes da linhagem BALB/c. M?todos: Foram propostos dois estudos com modelos experimentais murinos. O primeiro estudo utilizou um modelo de moradia empobrecida do dia p?s-natal (P) 2 ao P9. Quando os animais encontravam-se no per?odo da adolesc?ncia, o processamento de avalia??o do risco foi investigado por uma tarefa que explora um conflito entre dois est?mulos biologicamente fundamentais na vida de um roedor, a motiva??o de consumir uma solu??o doce e altamente palat?vel (leite condensado) tendo que se expor a pistas olfativas de um predador natural, o coiote. Os n?veis de express?o de genes dopamin?rgicos (Drd1, Drd2) e corticotrofin?rgicos (Cfr, Crfr1) no c?rtex medial pr?-frontal (mPFC) foram investigados por PCR em tempo real. Os n?veis de altera??es de histonas (H3K9me3, H3R2me2s) foram avaliados na regi?o promotora de genes associados aos desfechos comportamentais. Adicionalmente, os n?veis de corticosterona plasm?tica foram avaliados por ELISA. No segundo estudo, o modelo de adversidade utilizado foi o de priva??o do cuidado materno do P2 ao P15. Similarmente, quando os animais encontravam-se no per?odo da adolesc?ncia, ocorreu a administra??o sist?mica de um agonista de TLR-3, um receptor viral relacionado a sinaliza??o inflamat?ria, e posteriormente os animais foram testados em uma tarefa de mem?ria de trabalho. Os n?veis de express?o g?nica de genes pr?-inflamat?rios (Nfkb1, Il6 e Tnf-?) e do pr?prio receptor (Tlr3), foram avaliados no mPFC por PCR em tempo real. Resultados: no primeiro estudo, observou-se um aumento de comportamentos do tipo ansioso, maior responsividade do eixo Hipot?lamo-Pituit?ria-Adrenal (HPA) e uma diminui??o do processamento de avalia??o do risco nas f?meas expostas a moradia empobrecida, ao passo que n?o ocorreram altera??es nos animais machos. A diminui??o de avalia??o do risco foi associada a um aumento na express?o de Crfr1 no mPFC, o que se correlacionou com um aumento dos n?veis de H3R2me2s na regi?o promotora deste gene. No segundo estudo, observou-se que a ativa??o sist?mica de TLR-3 exacerbou os preju?zos de mem?ria de trabalho decorrentes da exposi??o a priva??o do cuidado materno, e este efeito correlacionou-se aos n?veis de express?o de Nfkb1 no mPFC. Conclus?es: os achados do estudo 1 indicam um efeito delet?rio da exposi??o a moradia prec?ria na inf?ncia sobre o processamento de avalia??o do risco em f?meas, revelando um preju?zo espec?fico referente ao engajamento cognitivo frente a situa??es potencialmente perigosas. Al?m disso, evidenciou-se um efeito a n?vel epigen?tico de regula??o da express?o cortical de Crfr1, indicando um importante papel deste gene sobre a rela??o entre pobreza na inf?ncia e altera??es cognitivas em f?meas adolescentes. Por fim, os achados do estudo 2 demonstraram que a ativa??o sist?mica do TLR-3 pode exacerbar os preju?zos de mem?ria de trabalho induzidos pelo estresse precoce, revelando um papel mediador da sinaliza??o neuroinflamat?ria no c?rtex cerebral relacionada as altera??es cognitivas decorrentes da exposi??o a priva??o do cuidado materno.