Diversos trabalhos têm relacionado a fisiopatogenia da acidemia glutárica tipo I (GA I) com a excitotoxicidade glutamatérgica. Ainda que sob intenso debate, a maioria desses trabalhos se baseia na semelhança estrutural existente entre o glutamato e os principais ácidos orgânicos acumulados na GA I, os ácidos glutárico (GA) e 3-hidroxiglutárico (3-OHGA). Tendo em vista a janela de vulnerabilidade cerebral dos pacientes afetados pela GA I durante os primeiros anos de vida e o distinto padrão de expressão e propriedades de receptores e transportadores glutamatérgicos ao longo do desenvolvimento, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos dos ácidos GA e 3-OHGA sobre a ligação de glutamato a seus receptores e transportadores de membrana plasmática e sobre a captação de glutamato por fatias e preparações sinaptossomais de córtex cerebral e estriado de ratos de 7 a 60 dias de vida. Nossos resultados demonstraram que o 3-OHGA inibiu a ligação de glutamato a seus receptores e transportadores de membrana em córtex cerebral de ratos de 30 dias de vida. Observamos ainda que esse ácido parece interagir com receptores do tipo NMDA, agindo como um fraco agonista desses receptores por aumentar a ligação de MK-801 em receptores de membrana e o influxo de Ca2+ em fatias de córtex cerebral de ratos. Através do estudo ontogenético da ligação de glutamato a seus receptores e transportadores de membrana plasmática de ratos na presença de GA e 3-OHGA, verificamos que o GA inibe a ligação de glutamato a seus receptores de membrana em córtex cerebral e estriado de ratos de 7 e 15 dias de vida. A utilização de antagonistas glutamatérgicos juntamente com a inibição da ligação de cainato a seus receptores na presença de GA indicaram que os efeitos desse ácido sobre a ligação de glutamato a seus receptores parecem envolver receptores do tipo não- NMDA, possivelmente do tipo cainato. O ácido 3-OHGA inibiu a ligação de glutamato somente a transportadores de membrana de estriado de ratos de 7 dias de vida. Os estudos de captação de glutamato mostraram que o GA inibe o transporte desse neurotransmissor apenas em fatias de córtex cerebral de ratos de 7 dias de vida. Esse efeito não foi devido à morte celular e foi prevenido por pré-administração de N-acetilcisteína sugerindo o envolvimento de dano oxidativo na presença do GA. Além disso, o efeito do GA parece envolver os transportadores glutamatérgicos do tipo GLAST, expressos nos estágios iniciais de desenvolvimento cerebral. Em contraste, o ácido 3-OHGA não afetou a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral e estriado de ratos. Observamos também que os ácidos GA e 3-OHGA não afetaram a captação de glutamato por preparações sinaptossomais de cérebro de ratos. Os efeitos detectados no presente estudo pelos ácidos GA e 3-OHGA em períodos específicos do desenvolvimento e também nas distintas estruturas cerebrais estudadas podem estar relacionados com a expressão diferenciada de receptores e transportadores glutamatérgicos no cérebro de ratos. Apesar de não explicarem a janela de vulnerabilidade estriatal, tais resultados podem auxiliar na elucidação dos mecanismos fisiopatogênicos envolvidos no dano neurológico ocorrido durante os primeiros anos de vida dos pacientes com GA I. / The role of excitotoxicity in the cerebral damage of glutaric acidemia type I (GA I) is under intense debate. Several studies relate the excitotoxic actions of the major metabolites accumulating in GA I, glutaric (GA) and 3-hydroxyglutaric acids (3-OHGA), based on the chemical structural similarity between these organic acids and glutamate. Considering that GA I patients present a window of cerebral vulnerability during the first years of life and the variable ontogenetic pattern of glutamate receptors and transporters expression and properties, the objective of the present work was to investigate the effects of GA and 3-OHGA on glutamate binding to receptors and transporters from synaptic plasma membranes and on glutamate uptake by slices and synaptosomal preparations from cerebral cortex and striatum during rat brain development. Our results demonstrated that 3-OHGA inhibited glutamate binding to receptors and transporters from plasma membranes of cerebral cortex of 30-day-old rats. Moreover, its effect on glutamate receptors seems to be directed towards NMDA receptors and suggests that 3-OHGA acts as a weak agonist of these receptors by increasing the MK-801 binding to membrane receptors and Ca2+ influx into cerebral cortex slices of rats. The ontogenetic study of glutamate binding to receptors and transporters in the presence of GA and 3- OHGA revealed that GA decreased the glutamate binding to receptors from plasma membranes of cerebral cortex and striatum of 7- and 15-day-old rats. In addition, by using glutamate antagonists and kainate binding assay, we verified that this effect involved non-NMDA receptors, probably kainate receptors. On the other hand, 3-OHGA inhibited glutamate binding to transporters from plasma membranes of striatum of 7-day-old rats. The glutamate uptake studies showed that GA decreased glutamate transport only in cerebral cortex slices of 7-day-old rats. Furthermore, this effect was not due to cellular death and was prevented by N-acetylcysteine preadministration suggesting the involvement of oxidative damage. Moreover, immunoblot analysis and glutamate uptake assays in the presence of GA and dihydrokainate (DHK) revealed that GA effect seems to involve GLAST transporters, which are expressed in early stages of rat brain development. In contrast, 3-OHGA did not affect glutamate uptake by brain slices. We also observed that both GA and 3-OHGA did not affect glutamate uptake by synaptosomal preparations from rat brain. Concluding, the effects provoked by GA and 3-OHGA at specific ages of development and also in distinct cerebral structures may possibly be explained by the differential ontogenetic and regional specific expression of the glutamate receptors and transporters in rat brain. Although these results can not explain the window of striatal vulnerability, they may contribute to elucidate the mechanisms of the neurological damage occurred during the first years of life in GA I patients.

O estudo de metodologias que possibilitem o acesso de moléculas terapêuticas ao cérebro evitando a barreira hematoencefálica (blood-brain barrier, BBB), é extremamente importante para o tratamento das doenças que afetam o sistema nervoso central. Os estudos se concentram na busca por vias seguras e pouco invasivas. Recentemente a via nasal tem mostrado resultados positivos na administração de fármacos ao sistema nervoso central de maneira segura, sugerindo a utilização desta via para a terapia gênica. Neste trabalho, foi estudada a administração intranasal de um vetor não viral, que codifica o gene da proteína verde fluorescente otimizada (enhanced green fluorescent proten, EGFP), diluído em água ou em solução de sulfato de zinco em camundongos adultos da linhagem BALB/c. Os resultados de RT-PCR mostraram que o vetor atingiu o cérebro em ambos tratamentos, e sua expressão foi mantida até 8 semanas após o tratamento. A expressão da EGPF em diferentes regiões cerebrais foi analisada 1, 2, 4 e 8 semanas após o tratamento, através de imunohistoquímica. Nossos resultados mostraram que um número muito pequeno de células foi transfectado em ambos tratamentos e que a freqüência destas células nas regiões cerebrais estudadas varia muito mesmo entre animais do mesmo grupo. O tratamento com sulfato de zinco não aumentou a eficiência do vetor. Os maiores números de células transfectadas encontradas foram no bulbo olfatório e hipocampos uma semana após o tratamento. Nossos resultados mostram pela primeira vez a expressão prolongada de um gene administrados pela via nasal no cérebro. / The investigation of methods that allow the access of therapeutic molecules to the brain, overcoming the blood-brain barrier (BBB), is of great importance for the treatment of diseases reaching the central nervous system. Studies concentrate mainly on the search for safer and less aggressive routes. Recent studies have suggested that pharmaceutical agents can reach the brain by the nasal route, that may thus be also appropriate for gene therapy. Here, we investigated brain targeting by intranasal administration of a plasmid vector (pREGFP) with the reporter gene EGFP, diluted in water or in a zinc sulfate/water solution, to adult BALB/c mice. Brain regions were examined by RT-PCR or immunohistochemistry 1, 2, 4 or 8 weeks after the treatment. RT-PCR results showed that the plasmid DNA reached the brain similarly with the two types of treatment. Expression of egfp was observed in all groups, and maintained even 8 weeks after treatment. Brain sections submitted to immunohistochemistry (IHC) were analyzed for the detection of EGFP-positive cells, that could be observed in brain samples from mice treated by intranasal administration of pREGFP. The frequency of EGFP-positive cells was very low, and presented great variation even among mice from the same experimental group. The supplementation of the transfection medium with zinc sulfate did not induce higher numbers of EGFP-positive cells. A higher frequency of these cells was observed in the olfactory bulb one week after treatment, and in the hippocampus as compared to other brain regions. Our results show for the first time the long-term expression of a gene carried by a nonviral vector to the central nervous system.

A terapia celular utilizando células tronco mesenquimais (MSC) derivadas da medula óssea surge como uma alternativa para o tratamento das doenças neurodegenerativas. Apesar dos resultados positivos com o uso dessas células nos ensaios pré-clínicos e clínicos após a isquemia cerebral, seus efeitos colaterais e seu mecanismo de ação permanecem desconhecidos. Os benefícios alcançados após a terapia celular para o tratamento da isquemia não são atribuídos à diferenciação dessas células em novos neurônios, mas sim aos fatores que elas podem secretar. Na tentativa de compreender como os fatores secretados pelas MSC podem influenciar o tecido hipocampal que sofreu ou não privação de oxigênio e glicose (POG) e como os fatores liberados pelo tecido lesionado podem atuar sobre as MSC, nós utilizamos culturas organotípicas de hipocampo expostas ao meio condicionado pelas MSC e MSC expostas ao meio condicionado pelas culturas organotípicas de hipocampo expostas à POG. Os resultados obtidos nesse trabalho mostram que o meio condicionado pelas MSC é tóxico para as culturas organotípicas de hipocampo, induzindo morte celular especificamente nas regiões do Corno de Ammon (CA) e agravando a lesão causada pela POG. Essa toxicidade parece ser específica das MSC, uma vez que o meio condicionado por outros tipos celulares não tem o mesmo efeito. As MSC isoladas tanto de rato como de camundongo e tanto de medula óssea como de pulmão induzem a morte celular de uma maneira semelhante, sugerindo que o efeito não é espécie ou órgão específico. Ainda, nós observamos que os fatores secretados pelas MSC ativam a microglia e os astrócitos, induzindo a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), o aumento da iNOS e um aumento de IL-6 e TNFα nas culturas organotípicas. O efeito tóxico do meio condicionado pelas MSC pode ser atenuado por antioxidantes, anti-inflamatórios, antagonistas NMDA e AMPA, bloqueadores de canal de cálcio dependentes de voltagem e por agonista GABA. Quando as MSC foram analisadas após a sua exposição ao meio condicionado pelo tecido hipocampal lesionado, nós não observamos morte celular ou mudanças morfológicas aparentes nessas células após 24 h de exposição ao meio. Surpreendentemente, as MSC aumentaram a proliferação quando expostas ao meio condicionado pelo hipocampo lesionado, não apresentando nenhum marcador neural após 72 h em contato com esse meio condicionado. Em conjunto, nossos resultados mostram um possível efeito adverso de fatores secretados pelas MSC, introduzindo uma nota de cautela na utilização dessas células. / Cell therapy using bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSC) seems to be a new alternative for the treatment of neurodegenerative diseases. In spite of several good and promising results with the use of these cells in preclinical and clinical studies after stroke, their side effects and their mechanism of action are still unknown. The benefits reached after cell therapy to treat stroke are not attributed to the differentiation of the cells in new neurons, but to the factors that these cells can secrete. In an attempt to understand how MSC secreted factors can influence the hippocampal tissue that suffer or not from oxygen and glucose deprivation (OGD) and how the factors secreted from the injured hippocampus can influence MSC behavior, we used organotypic hippocampal slice cultures exposed to MSC conditioned medium and MSC exposed to organotypic hippocampal cultures conditioned medium. The results obtained in this work show that MSC conditioned medium is toxic to organotypic hippocampal slice cultures, inducing cell death specifically in the CA (Cornus Ammonis) region of hippocampus and aggravating the lesion induced by OGD. This toxicity seems to be specific to MSC, once the medium conditioned by other cell types do not induce cell death. Also, MSC isolated from rat or mice and from bone marrow and lungs induce cell death in a similar manner, suggesting that the effect is not organ- or specie- specific. In addition, we have observed that MSC secreted factors activate microglia and astrocytes, inducing reative oxygem species (ROS) generation and iNOS, TNFα and IL-6 increase in organotypic cultures. The MSC conditioned medium-induced toxic effect can be attenuated by antioxidants, antiinflammatory drugs, NMDA and AMPA antagonists, Ca2+ voltage-dependent channel blockers and GABA agonist. When MSC behavior was investigated after these cells were exposed to the conditioned medium from the lesioned hippocampus, we observed that these medium is not able to induce cell death or any apparent change in MSC morphology after a 24 h exposure period. Surprinsingly, MSC increase proliferation in response to the conditioned medium from the injured hippocampal tissue, do not presenting any neural marker after 72 h of contact with this medium. Taken together, our results show a possible side effect of MSC secreted factors, introducing a note of caution in the use of these cells.

Foi proposto que animais submetidos a estresse crônico mostram uma resposta ao estresse que pode ser reduzida pela ingestão de alimentos palatáveis (“comfort foods”). No entanto, uma dieta saborosa, rica em açúcar ou gordura, também pode levar a dano oxidativo e lesão neuronal. Assim, o objetivo deste estudo é verificar, em ratos machos e fêmeas, os efeitos da exposição crônica ao estresse durante o acesso livre a ração padrão e a uma dieta altamente palatável sobre o comportamento exploratório, a memória espacial e a ansiedade, bem como o estresse oxidativo e quebras do ADN em duas estruturas do sistema nervoso, hipocampo e estriado. Ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos ao estresse de contenção por 40 dias. A dieta era ração padrão e chocolate ad libitum. O estresse crônico induziu um comportamento do tipo ansioso em ratas fêmeas e o consumo de uma dieta palatável aumentou a atividade locomotora; uma interação também foi observada entre a dieta e estresse, pois a dieta preveniu, ao menos em parte, os efeitos do estresse sobre o comportamento nas fêmeas. Nos ratos machos, a dieta mostrou um efeito facilitador na memória espacial em dias de treinamento. Os resultados também mostraram que o estresse e a dieta induziram aumento no índice de quebras de ADN e um desequilíbrio na atividade de enzimas antioxidantes, catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e superóxido dismutase (SOD), nas estruturas estudadas em ambos os sexos, além da perturbação na produção de óxido nítrico, especialmente no hipocampo de ratos machos. Medidas de estresse oxidativo no hipocampo dos ratos machos mostraram que a dieta palatável diminuiu a atividade das enzimas GPx, CAT e da razão SOD:CAT. O estresse crônico mostrou uma tendência em aumentar a produção de óxido nítrico enquanto que a dieta diminuiu. Nas fêmeas, a exposição ao estresse crônico diminuiu a atividade da SOD e a dieta aumentou o potencial antioxidante reativo total (TRAP). Na exposição ao estresse agudo, foi observado, no hipocampo dos ratos machos, que o estresse agudo aumentou as quebras de ADN e houve uma tendência de aumentar a atividade da SOD, enquanto que a dieta palatável diminuiu a atividade desta enzima. Concluindo, observou-se que ratas fêmeas parecem ter maior susceptibilidade aos efeitos do estresse, e que o acesso a uma dieta palatável foi capaz de neutralizar alguns efeitos comportamentais do estresse. No entanto, esta mesma dieta induziu um aumento do estresse oxidativo e de quebras do ADN, especialmente nos machos. Além disso, uma única exposição ao estresse por contenção apresentou, no hipocampo de ratos machos, aumento nas quebras de ADN e a dieta induziu alterações na atividade de enzimas antioxidantes. O estresse por contenção e o consumo de uma dieta palatável induziram um estado de maior susceptibilidade ao estresse oxidativo em diferentes estruturas cerebrais, considerando alterações na atividade das enzimas antioxidantes e nas quebras ao ADN e também na produção de óxido nítrico. / It has been proposed that animals subjected to chronic stress show a stress response that can be reduced by the intake of highly palatable foods (“comfort foods”). However, a palatable diet, rich in sugar or fat, can also lead to oxidative damage and neuronal injury. So, the aim of this study is to verify, in male and female rats, the effects of exposure to chronic stress during free access to regular chow and to a highly palatable diet, on exploratory, spatial memory and anxiety-like behavior, on oxidative stress and on DNA breaks in two structures of the nervous system, hippocampus and striatum. Wistar rats male and female were submitted to restraint stress for 40 days. The diet was standard chow and chocolate, ad libitum. Chronic stress induced anxiety-like behavior in female rats and the consumption of a palatable diet increased the number crossing and an interaction was also observed between diet and stress. In male rats, the diet showed a facilitatory effect on spatial memory on training days. About oxidative stress, the results showed stress- and diet-induced DNA breaks and an imbalance in the activity of antioxidants enzymes, such as CAT, GPx and SOD in the both structures, besides disturbed production of nitric oxide especially in male rats hippocampus. About oxidative stress, in the hippocampus of male rats, the palatable diet decreased GPx, CAT activities and SOD:CAT ratio and chronic stress showed a tendency to increase the production of nitric oxide, while the diet decreased it. In female rats, the exposure to chronic stress decreased SOD activity and diet incresead TRAP. Acute stress increased DNA breaks and showed a tendency to increase SOD activity. In addition, we observed that female rats appear to have higher susceptibility to the stress effects evaluated, and that access to a palatable diet was able to counteract some behavioral effects of stress. However, this same diet induced oxidative stress and increased DNA breaks, especially in males. Furthermore, a single exposure restraint stress showed increased DNA breaks in the hippocampus of male rats. Restraint stress and consumption of a palatable diet induced a state oh higher susceptibility to oxidative stress in different brain structures, considering the altered activities of antioxidant enzymes, production nitric oxide and DNA breaks.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-29T16:37:11Z No. of bitstreams: 1 2017_LucianoPereiraMiranda.pdf: 2374199 bytes, checksum: 2f43e34943de67e2e57c227778ba4f73 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-01T18:13:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LucianoPereiraMiranda.pdf: 2374199 bytes, checksum: 2f43e34943de67e2e57c227778ba4f73 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T18:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LucianoPereiraMiranda.pdf: 2374199 bytes, checksum: 2f43e34943de67e2e57c227778ba4f73 (MD5) Previous issue date: 2018-02-01 / O trauma desencadeia uma resposta tecidual organizada envolvendo o sistema nervo central, o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal e o sistema imune. O desenvolvimento das reações de estresse ao trauma determina a magnitude da síndrome de resposta inflamatória sistêmica. São muitos os fatores cirúrgicos e anestésicos que afetam a resposta ao trauma, sendo o controle do fator inflamatório considerado o de maior importância. A resposta imune/inflamatória tem como objetivo preservar a homeostase; entretanto, esta resposta inflamatória pode significar um gatilho para a descompensação do estado fisiológico. Diferentes graus de síndrome da resposta inflamatória sistêmica se desenvolve, determinando alterações clínicas, como edema, hipotensão, delírio, instabilização de placa ateromatosa vulnerável, choque cardiogênico e morte. Logo são necessárias investigações que avaliem alterações na resposta inflamatória e sua aplicabilidade durante o trauma asséptico. A associação de alfa2 agonista à anestesia geral promove o controle da resposta ao trauma por alterar o reflexo neuroinflamatório, a via antinocicepção e a imunomodulação. A dexmedetomidine utilizada como agente anestésico imunomodulador, visando controle da resposta fisiológica ao trauma, pode levar a melhores resultados perioperatório. Esse estudo teve como objetivo avaliar o efeito da administração de dexmedetomidina em associação à anestesia geral em modelo cirúrgico de grande porte, a artrodese de coluna via posterior. Trata-se de ensaio clínico randomizado, duplo cego e placebo controlado com dois grupos de pacientes, grupo intervenção (dexmedetomidina 0,2 - 1 ug/kg/hr) e grupo placebo comparador (solução salina nas mesmas taxas de infusão). Foram coletados 4 amostras de sangue para dosagem de marcadores segundo padrão para o controle imune: Avaliação da liberação das citocinas pró-inflamatórias (IL-1b, Il-6 e TNF-a) e alterações endócrinometabólicas (catecolaminas, cortisol, insulina e glicemia). As alterações cardiovasculares, renais, respiratórias e qualitativas foram avaliadas durante todo período perioperatório através de marcadores séricos (troponina I, creatinoquinase-MB, pró-BNP, cistatina-C, gasometria e leucometria) e alterações clínicas (hemodinâmica, sangramento cirúrgico, débito urinário, qualidade de despertar, escala de sedação Ricker, dor pós-operatória e avaliação qualitativa com questionário QoR40). Este projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Sarah de Reabilitação em Junho/2016 (n° 50057415.0.0000.0022). Foi observado que a curva de IL-6 apresentou uma amortecimento no grupo intervenção com significânica estatística na manhã do pós-operatório (- 49.3 [58, 108]; p = 0.08) e segundo dia de pós-operatório (- 48.9 [39, 88]; p = 0,135). A produção de leucócitos diminuiu no pósoperatório imediato (- 4886 [ 6646, 11532]; p = 0,0001) e segundo dia (- 648 [ 8960, 9554]; p = 0,04). Em contraste, ocorreu aumento do TNF-α com significância estatística no primeiro dia pós-operatório (+1.19 [6.3,5.1]; p = 0.041). Os demais parâmetros avaliados não apresentaram alterações entre os grupos. Estes resultados confirmam o efeito imunomodulador da dexmedetomidina e foram acompanhados de melhor diurese, taxa de filtração glomerular pela cistatina-C, diminuição do pró-BNP, estabilidade hemodinâmica e diminuição da dor pós-operatória. / The hypothalamus-pituitary-adrenal axis, sympathetic nervous system and immune system crosstalk acts in the initiation and propagation of reactions to trauma distress. Several factors affect the immune response owing to surgery and anesthesia, being the inflammatory factor considered of major importance. The immune / inflammatory response is an evolutionary survival mechanism aimed at preserving salt and water, defense against infections and healing. However, this inflammatory response may means trigger for a chronic basal inflammatory state or the decompensation of a physiological state, determining different degrees of morbidity, such as hypotension, delirium, vulnerable atheromatous plaque instability, cardiogenic shock and death. Regarding the current field, surveys are needed to evaluate the real clinical significance of immune control in the asseptic trauma. In order to blunt the surgical stress response, dexmedetomidine as an immunomodulatory agent plays a way to more effective control to the endocrine-metabolic response, predicate role to better outcomes in patients undergoing to major surgical trauma. The aim of this study is evaluate if the association of dexmedetomidine at general anesthesia standing effective immunomodulatory control to trauma and improve changes at outcomes in patients undergoing to spinal fusion. A randomized double-blind clinical trial was performed to compare two groups, active dexmedetomidine group (dexmedetomidine 0.2 - 1 ug/kg/hr) and placebo comparator (normal saline). Our study was approved by the Ethnic Committee (no 50057415.0.0000.0022) since June of 2016. We started enrolling the patients in July of 2016. In time, we have n = 24 patients. Goals standard to immune control: Measure of proinflammatory cytokines [IL-1beta, IL-6 and TNF-alpha]; changes from baseline of cellular and humoral T-helper cells activity [interferon-gamma and IL-4], and; the endocrine-metabolic changes [cortisol, insulin and glucose] has been collected by arterial line at four times. Outcomes to improve hemodynamic safety and recovery quality is being evaluated and recorded throught all perioperatory. In data analysis, we found an IL-6 curve showing a cushioning of the immune response with statistical significance on the postoperative morning (- 49.3 [58, 108], p = 0.08) and second postoperative day (- 48.9 [39, 88]; p = 0.135). Leukocyte production decreased in the immediate postoperative period (4886 [6646, 11532], p = 0.0001) and second day (-648 [8960, 9554], p = 0.04). In contrast, a significant increase in TNF-α was observed on the first postoperative day (+1.19 [6.3.5.1], p = 0.041). These results confirm the immunomodulatory effect of dexmedetomidine and were accompanied by better diuresis, glomerular filtration rate by cystatin-C, decreased pro-BNP, hemodynamic stability and decreased postoperative pain.

O glutamato, principal neurotransmissor excitatório no sistema nervoso central (SNC), está envolvido em várias funções cerebrais e da retina, como aprendizado/memória, desenvolvimento e envelhecimento cerebral e função visual. No entanto, o aumento da concentração do glutamato na fenda sináptica pode levar a neurotoxicidade. A excitotoxicidade glutamatérgica está relacionada a várias desordens cerebrais, tanto agudas quanto crônicas. Manter o nível de glutamato em concentrações fisiológicas relevantes ao adequado funcionamento do SNC se faz necessário. Para tanto, existem transportadores específicos para o glutamato, responsáveis por controlar os níveis de glutamato na fenda sináptica. Os ácidos graxos essenciais ω3 vêm ganhando especial atenção de pesquisadores por seus efeitos sobre o SNC, tanto responsáveis pelo adequado desenvolvimento e funcionamento cerebral e da retina, quanto por sua ação neuroprotetora frente a patologias relacionadas com a excitotoxicidade glutamatérgica. Na presente tese, nós demonstramos que os ácidos graxos ω3 são importantes para a homeostasia do sistema glutamatérgico tanto no hipocampo quanto na retina de ratos. Uma dieta deficiente em ácidos graxosω3, mantida durante todo o período de desenvolvimento do SNC até a vida adulta, foi capaz de atrasar o desenvolvimento normal das sinapses glutamatérgicas, onde houve uma redução de proteínas sinápticas (NMDA, AMPA e α-CaMKII) no período pós-natal, promovendo alterações comportamentais na vida adulta de ratos, como comportamentos de hiperatividade e ansiedade. Os animais deficientes em ω3 também apresentaram déficits na memória aversiva de longa duração, que foi relacionado com uma baixa interação do receptor NMDA com a proteína cinase Fyn, bem como a redução dos níveis de DHAω3 e BDNF no hipocampo dos ratos. Os ácidos graxos ω3 preveniram as alterações sobre parâmetros do sistema glutamatérgico (queda na captação de glutamato, aumento de transportadores de glutamato GLAST e GLT-1) provocadas por um único evento convulsivo neonatal. Além disso, os animais deficientes em ácidos graxos ω3 apresentaram aumento no conteúdo de GFAP (proteína astrocitária) e redução no conteúdo de NeuN (proteína neuronal) independente do evento convulsivo. Os ácidos graxosω3 também preveniram o déficit de memória de curta duração na vida adulta dos ratos causado pela convulsão 5 neonatal. Na retina de ratos, a deficiência dos ácidos graxos ω3 causou alterações na captação de glutamato e no conteúdo do transportador GLT-1. Após um insulto isquêmico na retina, os animais deficientes em ácidos graxos ω3 apresentaram alterações em parâmetros do sistema glutamatérgico (queda na captação de glutamato, aumento de GLT-1 e EAAC1). Já nos animais que receberam ácidos graxos ω3, o conteúdo de GLT-1 foi maior tanto basal quanto isquêmico, e somente o EAAC1 foi modulado. Nossos resultados mostram a importância dos ácidos graxos ω3 em manter a homeostasia glutamatérgica, contribuindo para o adequado desenvolvimento, funcionamento e proteção do SNC e da retina. / The main excitatory neurotransmitter in central nervous system (CNS), glutamate, is involved in many functions in brain and retina, such as learning / memory, brain and retina development and aging, and visual process. However, increased glutamate concentrations in synaptic cleft could lead to neurotoxicity. Glutamate excitotoxicity was related to many neurological acute and chronic disorders. Keeping glutamate at relevant physiological concentrations to adequate CNS function is necessary. The high affinity glutamate transporters are responsible to maintain glutamate below neurotoxic levels, preventing excitotoxicity. The essential omega-3 fatty acids (ω3) have received attention from scientific community because of its effects on brain development and neuroprotection against pathologies related to glutamatergic excitotoxicity. In the present thesis, we demonstrated that dietary ω3 fatty acids are important for glutamatergic system homeostasis in the hippocampus and retina of rats. A ω3 deficient diet, maintain since gestation until adulthood, was capable to delay the normal glutamatergic synapse development, with a reduction in synaptic proteins (NMDA, AMPA and αCaMKII) in the postnatal period, promoting behavioral alterations in adulthood in rats (hyperactivity and anxiety-like behavior). The deficient animals also presented aversive long-term memory deficit, which was related to reduction in the interaction of NMDA receptor with Fyn kinase protein, as well as in DHA and BDNF hippocampal content in rats. Dietary ω3 fatty acids prevented alterations on glutamatergic system functionality (decrease in glutamate uptake activity, increase in glutamate transporters GLAST and GLT-1 contents) caused by one single neonatal seizures episode. Dietary ω3 fatty acids also prevented aversive short-term memory deficit in adulthood caused by neonatal seizures. In the retina, ω3 deficiency caused decrease in glutamate uptake and reduction in GLT-1 content in basal conditions. After ischemic insult in the retina, ω3 deficient rats presented alteration on parameters of glutamatergic system evaluated (decrease in glutamate uptake activity, increase in GLT-1 and EAAC1 transporters). In ω3 adequate rats, GLT-1 content was higher in basal and ischemic conditions, and only EAAC1 was increase after ischemia. Taking together, our data show the importance of dietary ω3 fatty acids to maintain glutamatergic system homeostasis, contributing to adequate development, function and protection of CNS and retina.

A vitamina A é um nutriente essencial o qual deve ser obtido na dieta em quantidades adequadas para a manutenção da saúde. Ela é necessária para diversos processos biológicos, incluindo a reprodução, o sistema imune, a visão, assim como a manutenção da diferenciação celular. De fato, a vitamina A é importante para o desenvolvimento e manutenção da homeostase do cérebro adulto, mas a exposição ao excesso de vitamina A tem sido relacionado a déficits cognitivos e defeitos congênitos, incluindo anomalias morfológicas neuronais. Adicionalmente, pequenas variações no status nutricional materno têm sido demonstradas como sendo capazes de afetar parâmetros fisiológicos e metabólicos no feto. As evidências sugerem um papel importante do estresse oxidativo nestes eventos. Recentemente, nós também demonstramos que a suplementação com vitamina A é capaz de alterar parâmetros comportamentais e induzir um estado pró-oxidante em muitos tecidos de ratos Wistar machos adultos. Então, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da suplementação com vitamina A em ratas gestantes e lactantes sobre o comportamento e tecidos das mães e dos filhotes, especialmente sobre o sistema nervoso central. Ratas Wistar (7 por grupo) foram suplementadas oralmente com palmitato de retinol (2.500, 12.500 e 25.000 UI/kg/dia) ou salina (controle) durante toda a gestação e amamentação. Ninhadas tratadas apresentaram alterações comportamentais no teste de Homing e ambos, mães e ninhadas, apresentaram alterações comportamentais nos parâmetros do teste de Campo Aberto. A suplementação com vitamina A durante a gravidez e amamentação não apresentou efeitos tóxicos severos em parâmetros reprodutivos, mas apresentou modulação de atividades enzimáticas (catalase, superóxido dismutase e glutationa-S-transferase) e também aumento nos marcadores de estresse oxidativo (lipoperoxidação, carbonilação proteica e mudanças no conteúdo de tióis reduzidos), especialmente no estriado e hipocampo das mães e das ninhadas. Em conclusão, nós sugerimos alguma cautela a respeito da suplementação com vitamina A durante a gestação e amamentação, pois o estresse oxidativo pode causar distúrbios em diversos fenômenos biológicos, incluindo sinalização neuronal e neurotransmissão, as quais podem induzir diversos déficits comportamentais. Entretanto, a completa extensão das modulações redox apresentadas neste estudo não é conhecida e novos estudos são necessários para avaliar seus efeitos sobre a saúde e o bem-estar. / Vitamin A is an essential nutrient that must be provided in the diet in sufficient amounts for the maintenance of health. It is required for several life processes, including reproduction, the immune system, vision, as well as the maintenance of cellular differentiation. Indeed, vitamin A is important for both development and maintenance of adult brain homeostasis, but excessive vitamin A exposure has been linked to cognitive impairments and congenital defects, including neuronal malformations. Additionally, subtle variations in the status of maternal nutrition had been demonstrated to affect physiological and metabolic parameters in the fetus. Evidence suggests a key role for oxidative stress in these events. Recently, we also demonstrated that vitamin A supplementation is able to alter behavioral parameters and induce a pro-oxidant state in many tissues of adult male Wistar rats. Thus, the aim of the present work was to investigate the effects of vitamin A supplementation in pregnant and nursing rats on maternal and offspring behavior and tissues, specially the central nervous system. Wistar female rats (7 per group) were orally supplemented with retinyl palmitate (2500, 12500 and 25000 IU/kg/day) or saline (control) throughout pregnancy and nursing. Treated offspring showed behavioral alterations in the Homing test and both, dams and offspring, showed alterations in the open field test scores. Vitamin A supplementation during pregnancy and nursing showed no overtly toxic effects on reproductive parameters, but showed modulation of enzymatic activities (catalase, superoxide dismutase and glutathione-S-transferase) and also increased oxidative damage markers (lipoperoxidation, protein carbonilation, reduced thiol content changes), specially in maternal and offspring striatum and hippocampus. In conclusion, we suggest some caution regarding vitamin A intake during pregnancy and breastfeeding, since oxidative stress can disturb several biological phenomena, including neuronal signaling and neurotransmission, which may induce several behavioral deficits. However, the full extent of the redox modulations showed in this study is not well known and further research are needed to ascertain its effects on overall health and well-being.

Introdução: Os tumores do Sistema Nervoso Central (SNC) constituem um grupo heterogêneo de neoplasias e representam o tumor sólido mais comum na infância e adolescência (DEANGELIS 2001). A tumorigênese é um processo de múltiplas etapas envolvendo alterações genéticas que levam a transformação progressiva de células normais para a formação de derivados altamente malignos (HANAHAN 2000). O receptor do fator de crescimento epidermal (EGFR) é um receptor transmembrana que atua num sistema de sinalização fundamental para a fisiologia normal da célula e na manutenção do estado tumorigênico (JORISSEM 2003). O EGFR e seus ligantes estão envolvidos em mais de 70% de todas as neoplasias (YARDEN 2001). Em vários tipos de tumores, incluindo os tumores cerebrais, o EGFR é expresso aproximadamente 100 vezes mais do que o número normal de receptores encontrados na superfície de células normais. A hiperexpressão do EGFR e do ErbB2, tem sido associada com neoplasias que apresentam um comportamento clínico mais agressivo (ALROY 1997). Objetivos: Analisar a expressão do gene do EGFR em tumores primários do SNC. Material e Método: Análise de 18 amostras de tumores primários do SNC em crianças de 01 a 14 anos de idade utilizando uma técnica semi-quantitativa de RT-PCR. A coleta das amostras foi feita no período de 2002 a 2004. Resultados: A amostra foi composta por: um astrocitoma grau I, três astrocitomas grau III, três astrocitomas grau IV, três carcinomas de plexo coróide, 1 craniofaringeoma, três ependimomas, um tumor neuroectodérmico primitivo e três meduloblastomas. 33% da amostra apresentou hiperexpressão de EGFR. Ao analisar-se os resultados de expressão do EGFR nas amostras de astrocitomas verificou-se um aumento na expressão do EGFR para os tumores de grau IV, com exceção de uma amostra que apresentou um índice baixo de 0.13 RNAm. Para as demais amostras de astrocitoma grau 3 a expressão do EGFR foi baixa e os pacientes apresentaram sobrevida com doença, uma vez que não foi possível realizar ressecção cirúrgica total. Conclusão:Ainda que este estudo forneça dados de uma população bastante heterogênea é possível evidenciar diferenças nítidas de expressão do EGFR entre as diversas histologias que compreendem os tumores pediátrico do SNC. Tais resultados sugerem um importante papel do EGFR nos tumores cerebrais da infância e encorajam a continuidade de investigações que elucidem a real aplicabilidade deste fator de crescimento como marcador prognóstico e alvo terapêutico.

Para um adequado funcionamento do SNC, são necessárias complexas interações entre os sistemas de neurotransmissão inibitório e excitatório. Desequilíbrios nos sistemas, e/ou na sua interação, podem acarretar comprometimentos neuropsiquiátricos. Várias etapas do desenvolvimento ontogenético cerebral, incluindo proliferação e migração neuronal, crescimento cerebral e mielinização, astrocitogênese e morte celular programada, são alteradas pela desnutrição protéica. Alterações no sistema glutamatérgico decorrentes de desnutrição, padrões de desenvolvimento afetados no sistema GABAérgico como a atividade da glutamato descarboxilase (GAD) e mRNA de subunidades de receptores GABAA , alterações nas reações a fármacos envolvendo o sistema GABAérgico, além de estudos epidemiológicos que apontam para a maior incidência de doenças neuropsiquiátricas em populações desnutridas precocemente e, ainda, os transtornos nas complexas interações entre células neuronais e gliais, que acompanham o desenvolvimento destas patologias, levantam questionamentos sobre as implicações da desnutrição sobre o metabolismo cerebral e parâmetros inibitórios e excitatórios sob condições de excitotoxicidade. Considerando estes aspectos, investigou-se a sensibilidade a drogas convulsivantes agindo sobre os sistemas glutamatérgico (ácido quinolínico) e GABAérgico (picrotoxina), assim como se procurou detectar interferências provocadas pela desnutrição protéica gestacional e pós-natal, e/ou drogas em um dos parâmetros, que, além da biossíntese, liberação, interação com receptores, determina uma neurotransmissão eficiente, qual seja: na inativação dos dois principais neurotransmissores excitatório e inibitório, glutamato e GABA, respectivamente, por meio da captação mediada por transportadores localizados nas membranas neuronais e gliais de córtex e hipocampo de ratos em desenvolvimento, assim como parâmetros ontogenéticos ligados ao transporte de GABA. A sensibilidade à picrotoxina foi avaliada ainda segundo parâmetros metabólicos, envolvendo o metabolismo da glicose e do acetato, procurando detectar interações neurônio-glia na resposta à droga, assim como a ocorrência de peroxidação lipídica, dado o seu envolvimento no processo convulsivante. Considerando que o acetato é metabolizado predominantemente pelos astrócitos, células que têm importante papel no fluxo de substratos energéticos aos neurônios, a sua oxidação foi avaliada em fatias de córtex cerebral de ratos adultos, frente a diferentes concentrações extracelulares de potássio. A desnutrição acarretou menor sensibilidade à ação convulsivante do ácido quinolínico, em ratos de 25 dias de idade, excluindo alterações na captação de glutamato como mecanismo envolvido, uma vez que este parâmetro não foi afetado pela desnutrição e/ou droga. Contrariamente, a desnutrição induziu maior sensibilidade à ação convulsivante da picrotoxina, em ratos de 25 dias, o que pode estar relacionado à maior captação de GABA por fatias de córtex cerebral e hipocampo evidenciadas no grupo desnutrido. A desnutrição alterou o perfil ontogenético da captação de GABA por fatias de córtex cerebral e também o perfil inibitório da β-alanina (inibidor de GAT-3), dando suporte à hipótese de que a maior captação de GABA em ratos desnutridos em desenvolvimento seja devida predominantemente a este transportador. A maior sensibilidade à picrotoxina no grupo desnutrido também foi evidenciada pelo maior estímulo à oxidação da glicose em fatias de córtex cerebral (que também é idade dependente) e peroxidação lipídica. Enquanto em ratos imaturos a administração de uma única dose de picrotoxina mostrou a maior susceptibilidade de ratos desnutridos, no procedimento de “kindling” químico pela picrotoxina em ratos em desenvolvimento, a susceptibilidade mostrou-se sexo e tratamento nutricional dependente. A picrotoxina estimulou a oxidação do acetato a CO2, mas não a da glicose em período precoce pós picrotoxina (24 horas) em fatias de córtex e hipocampo de ratos de 25 dias, indicando o envolvimento astrocitário na resposta ao agente convulsivante, independente do tratamento nutricional. A administração crônica de picrotoxina acarretou estímulo à oxidação da glicose em fatias de córtex de ratos desnutridos, mostrando efeito tempo e tratamento nutricional-dependente sobre o metabolismo da glicose, sem alteração da oxidação do acetato. Altas concentrações de potássio extracelular aumentaram a oxidação do acetato em fatias de córtex cerebral, em função da redução intracelular de sódio em ratos controle e desnutridos adultos; o agravamento do déficit nutricional exacerbou a oxidação do acetato em fatias de cerebelo. A desnutrição pré e pós-natal afeta respostas envolvendo os sistemas GABAérgico e glutamatérgico em situações de excitotoxicidade, provocada por antagonista de receptor GABAA, picrotoxina e por hiperestimulador do sistema glutamatérgico, ácido quinolínico, em ratos em desenvolvimento, assim como parâmetros ontogenéticos ligados ao transporte de GABA. A severidade da restrição nutricional é fator determinante da exacerbação do estímulo à oxidação do acetato. Além do mais, a desnutrição parece afetar a interação neurônio-glia em condições de excitotoxicidade.

A desnutrição protéica provoca efeitos deletérios sobre o metabolismo, principalmente quando imposta em períodos de crescimento e desenvolvimento corporal, em decorrência de alterações bioquímicas e hormonais. Muitos estudos, utilizando modelos de desnutrição materna, sugerem uma série de adaptações bioquímicas nos filhotes, cujas repercussões na vida adulta podem tornar-se importantes fatores de risco para doenças como Diabetes mellitus tipo ll, hipertensão e doença coronariana. Neste trabalho investigamos os efeitos da desnutrição protéica imposta nos períodos pré-gestacional - gestacional - lactacional, bem como nos períodos gestacional e lactacional sobre alguns parâmetros do metabolismo hepático, cerebelar e perfil lipídico plasmático de ratos Wistar de 21 dias de idade. Os animais desnutridos (dieta: 7% de caseína) foram divididos em três grupos: a) pré-gestacional, gestacional e lactacional (grupo denominado “PGGL”); b) gestacional e lactacional em cuja dieta foi adicionada metionina (denominado “GL(+)M”); c) gestacional e lactacional sem adição de metionina à dieta (denominado ”GL(-)M”) e d) grupo controle (dieta: 25 % caseína). Os pesos corporais dos filhotes foram verificados no 1º, 7º, 14º e 21º dias após o nascimento e o peso do fígado, cérebro e cerebelo apenas no 21º dia de vida pós-natal. Observamos que os ratos desnutridos apresentaram menor peso corporal após o primeiro dia do nascimento. Aos 21 dias os ratos do grupo PGGL e do grupo GL(+)M não apresentaram diferença de peso entre si, contudo apresentaram peso inferior ao do grupo controle. O grupo GL(-)M apresentou uma diminuição ponderal em todos os parâmetros avaliados. Hipoglicemia e hipoalbuminemia foram observadas em todos os grupos de ratos desnutridos. A concentração de DNA cerebelar de ratos do grupo GL(-)M foi superior à observada em todos os outros grupos; no entanto, nestes animais a concentração cerebelar de proteínas foi inferior aos demais grupos experimentais. No fígado, a concentração de DNA dos grupos PGGL e GL(+)M não diferiu do controle, enquanto o grupo GL(-)M apresentou os menores valores A concentração de proteínas hepáticas no grupo controle e no grupo GL(+)M foi semelhante, porém superior à observada nos grupos PGGL e GL(-)M. A concentração hepática de glicogênio foi superior nos ratos do grupo PGGL, sendo que nos dois outros grupos de animais desnutridos foi inferior ao controle, porém não se observou diferença entre eles. Todos os grupos desnutridos apresentaram maior concentração hepática de colesterol, sendo o maior valor encontrado no grupo GL(+)M. Os grupos PGGL e GL(+)M apresentaram os maiores valores de triglicerídeos hepáticos e o grupo GL(-)M, o menor valor. No plasma, a maior concentração de colesterol, HDL-c e LDL-c foi observada no grupo PGGL, enquanto que a concentração de triglicerídeos do grupo GL(-)M foi superior aos dois outros grupos de animais desnutridos e não diferiu do controle. Os resultados obtidos sugerem que os animais expostos à desnutrição protéica nos períodos de desenvolvimento podem, na vida adulta, apresentar fatores de risco para várias doenças crônico-degenerativas relacionadas com a Síndrome Metabólica.