A anatoxina-a(s) (antx-a(s)) é uma neurotoxina produzida por cianobactérias, cujo mecanismo de ação conhecido consiste na inibição irreversível da atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE). Em razão da instabilidade da molécula e da inexistência de um padrão analítico, as informações referentes a presença dessa toxina nos reservatórios de água doce e, a completa elucidação dos processos envolvidos na sua toxicidade, são escassas. Na última década, a pesquisa referente a capacidade dos inseticidas organofosforados de induzir estresse oxidativo em humanos e animais tem sido bastante importante. Pelo fato da antx-a(s) ser o único organofosforado produzido por cianobactérias conhecido, este trabalho teve como objetivo investigar os mecanismos bioquímicos envolvidos na ação pró-oxidante de extratos aquosos contendo antx-a(s). A atividade das enzimas colinesterásicas AChE e butirilcolinesterase (BuChE) e, das enzimas antioxidantes catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR) e superóxido dismutase (SOD) foram avaliadas em dois modelos experimentais: (i) Camundongos Swiss tratados por via intraperitoneal (ip) com uma dose sub-letal (20 mg.kg-1) de extrato contendo antx-a(s) e sacrificados após 24 h, 48 h, 7 e 14 dias e, (ii) sementes de alfafa regadas com extrato contendo antx-a(s) por um período de 7 dias. Também foi avaliado o efeito de extratos contendo antx-a(s) em coração de baratas da espécie Leurolestes circunvagans. A atividade enzimática das colinesterases avaliadas em camundongos tratados com extrato contendo antx-a(s) manteve-se inibida 58% até 48 h após tratamento (n=9, p<0,001), voltando a níveis normais (comparada ao controle) a partir do sétimo dia (n=10, p>0,05). Em contraposição, as alterações na atividade das enzimas antioxidantes avaliadas iniciaram-se após 48 h do tratamento, quando foi observada uma diminuição na atividade das enzimas CAT e GPx (n=9, p<0,001). No sétimo dia, enquanto a atividade das enzimas CAT e GR apresentou-se aumentada, a atividade da enzima GPx manteve-se significantemente diminuída (n=10, p<0,001). A SOD não mostrou diferença estatística significante em nenhum dos tratamentos. A atividade de todas as enzimas avaliadas voltou a normalidade após 14 dias. O desequilíbrio encontrado na atividade das enzimas antioxidantes em camundongos tratados com extrato contendo antx-a(s), também foi observado em sementes de alfafa. Neste último modelo de exposição, além da diminuição da atividade da enzima GPx (n=5, p<0,01) houve um aumento na atividade da enzima glutationa transferase (GST) com relação ao controle (n=5, p<0,05). Com relação ao efeito do extrato contendo antx-a(s) sobre a preparação de coração semi-isolado de baratas, observou-se um efeito taquicardíaco significante (aumento da frequência em quase 20%) nos animais tratados com 2,5x103 &#181;g de extrato contendo antx-a( s).g-1 (n=9, p<0,05). A partir destes resultados, pôde-se concluir que o extrato contendo antx-a(s) apresentou capacidade pró-oxidante em ambos os modelos avaliados (camundongo e semente) induzindo alterações na atividade das enzimas antioxidantes. Assim também, este extrato mostrou exercer um efeito cardiotóxico em baratas. / Anatoxin-a(s) (antx-a(s)) is a cyanobacterial neurotoxin whose principal mechanism of action is the irreversible inhibition of the enzymatic activity of acetylcholinesterase (AChE). Because of the molecule´s instability and the lack of an analytical standard, the occurrence of this toxin in freshwater reservoirs and the knowledge of the whole events related to its toxicity are scarce. In the last decade, research related to organophosphates insecticides capability to induce oxidative stress in humans and animals has been profuse. Considering that antx-a(s) is the unique organophosphate produced by cyanobacteria currently known; the main of this work was to investigate the biochemical mechanism related to the pro-oxidant capacity of antx-a(s)-containing extracts. In order to achieve the objective, there was determined the activity of cholinesterasic and antioxidant enzymes such as acetylcholinesterase (AChE), butirylcholinesterase (BuChE), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and superoxide dismutase (SOD). Two experimental models were used: (i) Swiss mice were treated intraperitoneally (ip) with 20 mg.kg-1 of antx-a(s)-containing extract and sacrificed after 24 h, 48 h, 7 and 14 days of treatment and, (ii) alfalfa seeds were irrigated with antx-a(s)-containing extract for 7 days. Additionally, the cardiac effect of antx-a(s)-containing extract on Leurolestes circunvagans cockroach was evaluated. The AChE and BuChE activity in mice treated with antx-a(s)-containing extract stayed inhibited more than 55% during 48 h (n=9, p<0,001). Normal activity of both enzymes was observed after seven days of treatment. By the other hand, changes in the antioxidant enzymes activity only began after the second day of treatment. Initially, both CAT and GPx showed lower activity than the control group after 48 h. Among those enzymes, GPx showed the highest decreased activity (n=9, p<0,001). After seven days, while the antx-a(s)- containing extract promoted increasing of CAT and GR activity, GPx activity remained deeply decreased (n=10, p<0,01). SOD activity did not show any statistical difference related to the control during all the treatments. Activity of all the evaluated enzymes was completely recovered after fourteen days. A similar unbalance on the antioxidant enzymes activity was provoked by the extract containing antx-a(s) in seeds irrigated with the extract. The seeds\' GPx activity showed low level (n=5, p<0,01), while GST activity was higher than the control (n=5, p<0,05). Regarding the cardiac effect of antx-a(s)-containing extract on semi-isolated cockroach heart, significant tachycardia (increase of almost 20% of the heartbeat frequency) was observed on the animals treated with 2,5x103 &#181;g.g-1 (n=9, p<0,05). From the obtained results, it can be concluded that the antx-a(s) extract demonstrated its pro-oxidant capacity in both experimental models evaluated (mice and seeds). This fact was proved through the unbalance on the activity of the antioxidant enzymatic defense system. Furthermore, the antx-a(s)-containing extract provoked a cardiotoxic effect on cockroach.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 412283.pdf: 206533 bytes, checksum: d36786806733ccb638b5c63789b4581c (MD5) Previous issue date: 2009-04-17 / O peixe-zebra (Danio rerio) ? um pequeno peixe tele?steo de ?gua doce, pertencente ? fam?lia Cyprinidae, que pode ser facilmente mantido dentro de aqu?rios em laborat?rios. A maioria dos seus genes j? ? conhecida, e o seu genoma tem uma rela??o de similaridade com o genoma humano. A nicotina ? um alcal?ide que est? presente nas folhas do tabaco, atua nos receptores colin?rgicos nicot?nicos centrais e perif?ricos que s?o ativados e depois inibidos pela pr?pria droga. A nicotina estimula a libera??o de v?rios neurotransmissores incluindo a acetilcolina (ACh), que ? reconhecida pelos receptores colin?rgicos nicot?nicos, dopamina, norepinefrina, serotonina e glutamato Efeitos t?xicos e farmacol?gicos causados pela exposi??o ? nicotina t?m sido frequentemente relatados na literatura. A neurotransmiss?o mediada pela ACh ? fundamental para o correto funcionamento do SNC. Baseando-se em suas diferentes afinidades por agentes que mimetizam a a??o da ACh, os receptores colin?rgicos s?o divididos em duas classes distintas: muscar?nicos e nicot?nicos. Os receptores nicot?nicos s?o ionotr?picos e reconhecem a ACh e a nicotina. Uma vez liberada nas sinapses, a ACh ? degradada pela enzima acetilcolinesterase (AChE) em acetato e colina, sendo esta ?ltima recaptada pelo neur?nio. Com a inibi??o da AChE, o neurotransmissor ACh n?o ? hidrolizado nas jun??es neuromusculares, causando uma quantidade anormal de ACh nestes locais, levando a poss?veis efeitos t?xicos. O gene da AChE j? foi clonado e sequenciado e esta atividade enzim?tica j? foi detectada em c?rebro de peixe-zebra. Considerando que: (i) a exposi??o ? nicotina pode causar danos a performace neurocomportamental e afetar o SNC, (ii) em peixe-zebra a nicotina apresenta uma curva de resposta de dose em U invertido, com moderadas doses melhorando as fun??es cognitivas e altas doses com menos efeitos positivos, e (iii) o sistema colin?rgico em peixe-zebra j? foi descrito; o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos in vitro e in vivo do tratamento agudo com nicotina sob a atividade da AChE no c?rebro do peixe-zebra. O tratamento in vitro com nicotina nas doses de 500 (11,02?) e 1000?M (7,73?) promoveu inibi??o na atividade da AChE.. No estudo in vivo o tratamento agudo com nicotina (3min e 20 min) n?o acarretou modifica??es significativas na atividade da enzima no c?rebro do peixe-zebra, nas doses testadas. Ainda assim, poss?veis efeitos do tratamento cr?nico da nicotina sob a atividade da AChE devem ser pesquisados.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438119.pdf: 1374944 bytes, checksum: ed0d2c4ba08c684fb0fe51136bb75979 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Endosulfan is a broad spectrum organochlorine pesticide that is still widely used in many developing countries. Following application endosulfan can get to watercourses through surface runoff from agricultural fields and disturb the nontarget aquatic animals including freshwater fish species. Given that the activity of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) is one of the most recurrently used biomarkers of exposure to pesticides and there are controversial results concerning the effects of endosulfan exposure and AChE activity in fish, the aim of the present study was to evaluate the effects of endosulfan in brain AChE activity and its gene expression pattern using adult zebrafish (Danio rerio) as an animal model. Moreover, we have analyzed the effects of endosulfan exposure in different parameters of zebrafish swimming activity and in long-term memory formation. After 96 hours of exposition, fish in the 2.4 &#956;g endosulfan/L group presented a significant decrease in AChE activity (9.44 ? 1.038 &#956;mol SCh.h-1.mg protein-1; p = 0.0205) when compared to the control group (15.87 ? 1.768 &#956;mol SCh.h-1.mg protein-1; p = 0.0205). The downregulation of brain AChE activity is not directly related with the transcriptional control as demonstrated by the RT-qPCR analysis. Our results reinforce AChE activity inhibition as a pathway of endosulfan-induced toxicity in brain of fish species. In addition, exposure to 2.4 &#956;g endosulfan/L during 96 hours impaired all exploratory parameters evaluated: decreased line crossings (273.7 ? 28.12 number of line crossings compared to the control group 344.6 ? 21.30, p=0.0483), traveled distance (23.44 ? 2.127 meters compared to the control group 29.39 ? 1.585, p=0.0281), mean speed (0.03 ? 0.003 meters/seconds compared to the control group 0.04 ? 0.002, p=0.0275) and body turn angle (69,940 ? 4,871 absolute turn angle compared to the control group 88,010 ? 4,560 p=0.0114). These results suggest that endosulfan exposure significantly impairs animals' exploratory performance, and potentially compromises their ecological and interspecific interaction. Our results also showed that the same endusulfan exposure did not compromise animals' performance in the inhibitory avoidance apparatus. These findings provide further evidence of the deleterious effects of endosulfan exposure in the nervous system. / Endosulfan ? um pesticida organoclorado de amplo espectro ainda utilizado largamente em muitos pa?ses subdesenvolvidos. As aplica??es repetidas de endosulfan podem se incorporar aos cursos de ?gua por meio da lixivia??o dos solos das planta??es e atingir animais aqu?ticos, incluindo esp?cies de peixes. Dado que a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) ? um dos biomarcadores de exposi??o aos pesticidas mais utilizados de forma recorrente e h? resultados controversos envolvendo os efeitos da exposi??o ao endosulfan e a atividade da AChE em peixes , o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos do endosulfan na atividade da AChE cerebral e seu padr?o de express?o g?nica utilizando zebrafish adulto (Danio rerio) como modelo experimental. Al?m disso, n?s analisamos os efeitos da exposi??o ao endosulfan em diferentes par?metros de locomo??o do zebrafish e na forma??o da mem?ria de longo prazo. Ap?s 96h de exposi??o, os peixes do tempo com 2,4 &#956;g/L de endosulfam apresentaram um decr?scimo significante na atividade da AChE (9.44 ? 1.038 &#956;mol SCh.h-1.mg prote?na-1; p = 0.0205) quando comparados com o grupo controle (15.87 ? 1.768 &#956;mol SCh.h-1.mg prote?na-1; p = 0.0205). A regula??o inibit?ria da atividade da AChE cerebral n?o est? diretamente relacionada com o controle transcricional como demostrado pela an?lise de RT-qPCR. Nossos resultados refor?am a inibi??o da atividade da AChE como via da toxicidade induzida pelo endosulfan em c?rebro de de peixe. Al?m disso, a exposi??o de 2,4 &#956;g/L do endosulfan durante 96h prejudicou todos os par?metros explorat?rios avaliados: linhas cruzadas (273.7 ? 28.12 n?mero de linhas cruzadas em compara??o com o grupo controle: 344.6 ? 21.30, p=0.0483), dist?ncia viajada (23.44 ? 2.127 metros comparados com o grupo controle 29.39 ? 1.585, p=0.0281), velocidade m?dia (0.03 ? 0.003 metros/segundos comparados com o grupo controle 0.04 ? 0.002, p=0.0275) e mudan?as de ?ngulo (69,940 ? 4,871 mudan?as de ?ngulo absolutas comparadas com o grupo controle 88,010 ? 4,560 p=0.0114). Esses resultados sugerem que a exposi??o ao endosulfan prejudica significativamente a performance explorat?ria dos animais e, potencialmente, compromete suas intera??es interespec?ficas e ecol?gicas. Nossos resultados tamb?m demonstraram que a mesma exposi??o ao endosulfan n?o compromete a performance dos animais no aparato de esquiva inibit?ria. Esses achados fornecem evid?ncias adicionais de efeitos delet?rios da exposi??o ao endosulfan no sistema nervoso.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 447376.pdf: 1656350 bytes, checksum: c0a2b1db197a97d3100dfa1ffa101f1f (MD5) Previous issue date: 2012-12-26 / Benzodiazepines, such as diazepam and midazolam, are a widely used class of drugs for anxiety treatment, with anxiolytic, hypnotic, and anticonvulsant properties. The use of zebrafish (Danio rerio) as a model for evaluating pharmacological mechanisms has gained importance due to their rapid development and high sensitivity to drugs. Studies have shown that behavioral parameters were altered in zebrafish after benzodiazepine treatment. Many neurotransmitter systems have been identified in this species, including purinergic and cholinergic system. Purinergic system is characterized by the action of ATP and adenosine on purinoreceptor P2 and P1, respectively. The levels of these molecules are regulated by ectonucleotidases, especially nucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDases) and ecto-5'-nucleotidase, which constitute the extracellular cascade for ATP hydrolysis to adenosine. Adenosine can be subsequently deaminated to inosine by action of adenosine deaminase (ADA). ATP is coreleased with other neurotransmitters, including acetylcholine, and has been demonstrated that adenosine can control the release of acetylcholine. Cholinergic system is characterized by the action of acetylcholine (ACh) on muscarinic and nicotinic receptors. The level of this molecule is regulated by acetylcholinesterase (AChE), which catalyzes degradation of ACh into choline and acetate. Since there are few reports relating these enzyme activities and the action mechanism of benzodiazepines, the aim of this study was evaluated the in vitro and ex vivo effects of classical benzodiazepines, such as diazepam and midazolam, on NTPDase, ecto-5'nucleotidase, ADA, and AChE activities in zebrafish brain and gene expression pattern in treatments that induced changes in enzyme activity in the ex vivo experiments. In order to elucidate whether diazepam or midazolam has direct effects on these enzymes, we performed in vitro experiments. Diazepam, at 500 &#956;M, promoted a decrease on ATP hydrolysis (66%), whereas this drug, at 10-500 &#956;M, reduced ADP hydrolysis (40-54%, respectively). Midazolam also decreased ATP (16-71% for 10-500 &#956;M, respectively) and ADP hydrolysis (48-73% for 250-500 &#956;M, respectively), and ecto-ADA activity (26-27.5% for 10-500 &#956;M, respectively). Diazepam and midazolam did not induce significant changes on ecto-5?-nucleotidase activity at the concentrations tested. Concerning to AChE activity, 500 &#956;M diazepam promoted a decrease on ACh hydrolysis (19%), whereas midazolam, at 50-500 &#956;M, reduced AChE activity (18-79%, respectively). For ex vivo experiments, diazepam or midazolam exposures did not alter NTPDase activities in zebrafish brain membranes. AMP hydrolysis was decreased in animals treated with of 0.5 and 1mg/L midazolam (31.5% and 36.1%, respectively) when compared to the control group. However, diazepam was unable to alter ecto-5 -nucleotidase. Both drugs significantly decreased the ecto-ADA activity, whereas diazepam and midazolam reduced the adenosine hydrolysis at a concentration of 1.25 mg/L (30.85%) and 1 mg/L (32.8%), respectively. Diazepam did not alter cytosolic-ADA activity; however, the exposure to 0.1 mg/L midazolam induced a significant increase in cytosolic-ADA (39.9%) when compared with the control group. The gene expression pattern demonstrated that the CD73 transcript levels were increased (41.7%) after treatment with 0.5 mg/L midazolam. Moreover, the changes caused by diazepam and midazolam in the ADA activity are not related to the transcriptional control. Concerning the cholinerg signaling, diazepam decreased ACh hydrolysis at 1.25 mg/L (30.7%) when compared to the control group. Similarly, the exposure to 0.5 mg/L midazolam also changed the enzymatic activity of AChE promoting an increase in the ACh hydrolysis (36.7%). It is possible to suggest that these drugs can induce a direct effect on the enzyme activities, since we observed a decreased on nucleotide and nucleoside hydrolysis after in vitro exposure. In addition, the alteration on AMP hydrolysis, ADA and AChE activities suggest a modulation of extracellular adenosine and ACh levels induced by benzodiazepine exposure. / F?rmacos benzodiazep?nicos, como diazepam e midazolam, s?o muito usados na pr?tica cl?nica para o tratamento da ansiedade, possuindo propriedades ansiol?ticas, hipn?ticas e anticonvulsivantes. O uso do zebrafish (Danio rerio) como modelo para avaliar mecanismos farmacol?gicos tem ganhado grande import?ncia devido ao r?pido desenvolvimento e alta sensibilidade a drogas que essa esp?cie possui. Estudos t?m demonstrado que par?metros comportamentais mostraram-se alterados em zebrafish ap?s tratamento com benzodiazep?nicos. Muitos sistemas de neurotransmiss?o foram identificados nessa esp?cie, incluindo os sistemas purin?rgico e colin?rgico. O sistema purin?rgico ? caracterizado pela a??o do ATP e adenosina (ADO) nos purinoreceptores P2 e P1, respectivamente. Os n?veis dessas mol?culas s?o regulados pela a??o das ectonucleotidases, especialmente as nucleos?deo trifosfato difosfoidrolases (NTPDases) e a ecto-5 -nucleotidase, que catalisam a hidr?lise do ATP a adenosina. A adenosina pode ser desaminada a inosina pela a??o da adenosina desaminase (ADA). O ATP ? coliberado com outros neurotransmissores, entre eles a acetilcolina, e tem sido demonstrado que a adenosina pode controlar a libera??o de acetilcolina. O sistema colin?rgico ? caracterizado pela a??o da acetilcolina (ACh) nos receptores muscar?nicos e nicot?nicos. O n?vel dessa mol?cula ? regulado pela acetilcolinesterase (AChE), que catalisa a degrada??o da ACh em colina e acetato. Uma vez que existem poucos relatos relacionando esses sistemas enzim?ticos e a a??o de f?rmacos benzodiazep?nicos, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro e ex vivo do tratamento com f?rmacos benzodiazep?nicos, tais como diazepam e midazolam, sobre a atividade das NTPDases, ecto-5'-nucleotidase, ADA and AChE no enc?falo de zebrafish e o padr?o de express?o g?nica nos tratamentos que induziram altera??es na atividade enzim?tica nos experimentos ex vivo. A fim de elucidar se o diazepam e o midazolam t?m efeitos diretos nessas enzimas, experimentos in vitro foram realizados. Na concentra??o de 500 &#956;M, o diazepam diminuiu a hidr?lise de ATP (66%) e, nas concentra??es de 10-500 &#956;M, este f?rmaco reduziu a hidr?lise de ADP (40-54%, respectivamente). O midazolam tamb?m diminuiu a hidr?lise do ATP (16-71% para 10-500 &#956;M, respectivamente), ADP (48-73% para 250-500 &#956;M, respectivamente) e a atividade da ecto-ADA (26-27,5% para 10-500 &#956;M, respectivamente). Diazepam e midazolam n?o induziram altera??es significativas sobre a atividade da ecto-5?-nucleotidase nas concentra??es testadas. Com rela??o ? atividade da AChE, o diazepam, 500 &#956;M, promoveu uma diminui??o na hidr?lise de ACh (19%) e o midazolam, nas concentra??es de 50-500 &#956;M, reduziu a atividade da AChE (18-79%, respectivamente). Nos experimentos ex vivo, as exposi??es ao diazepam e midazolam n?o alteraram a atividade enzim?tica das NTPDases em membranas cerebrais de zebrafish. A hidr?lise do AMP diminuiu em animais tratados com 0.5 mg/L e 1 mg/L de midazolam (31.5% e 36.1%, respectivamente) quando comparados com o grupo controle. Entretanto, o diazepam foi incapaz de alterar a atividade da ecto-5 -nucleotidase. Ambos os f?rmacos diminu?ram significativamente a atividade da ecto-ADA, sendo que o diazepam e o midazolam reduziram a hidr?lise da adenosina na concentra??o de 1.25 mg/L (30.85%) e 1 mg/L (32.8%), respectivamente. O diazepam n?o alterou a atividade da ADA citos?lica, no entanto a exposi??o a 0.1 mg/L de midazolam induziu um significativo aumento na atividade dessa enzima (39.9%) quando comparado ao grupo controle. O padr?o de express?o g?nica demonstrou que os n?veis de transcritos do CD73 apresentaram-se reduzidos (41,7%) ap?s o tratamento com 0.5 mg/L de midazolam. Com rela??o a sinaliza??o colin?rgica, diazepam diminuiu a hidr?lise da ACh na concentra??o de 1.25 mg/L (30.7%) quando comparado ao grupo controle. Similarmente, a exposi??o ? concentra??o de 0.5 mg/L de midazolam tamb?m alterou a atividade enzim?tica da AChE, promovendo um aumento na hidr?lise da ACh (36.7%). ? poss?vel sugerir que essas drogas podem induzir um efeito direto na atividade enzim?tica, uma vez que foi observada uma diminui??o na hidr?lise de nucleot?deos e nucleos?deos ap?s a exposi??o in vitro. Al?m disso, as altera??es na hidr?lise do AMP e atividade da ADA e da AChE sugerem uma modula??o dos n?veis extracelulares de adenosina e acetilcolina induzidos pela exposi??o aos f?rmacos benzodiazep?nicos.

Altos níveis de galactose circulantes e cerebrais são encontrados em portadores da galactosemia clássica não tratada, cujos pacientes comumente desenvolvem problemas cognitivos e motores ao longo da vida. Entretanto pouco se conhece a respeito dos mecanismos da disfunção celular e molecular responsáveis por estes sintomas. Assim, o objetivo do presente trabalho foi de investigar o efeito da injeção intracerebroventricular de galactose sobre a memória (aversiva e de reconhecimento de objetos) e a coordenação motora em ratos Wistar. Além disso, a atividade, o imunoconteúdo e a expressão gênica da acetilcolinesterase no hipocampo e córtex cerebral foram também avaliados. No cerebelo, foram medidos parâmetros histológicos (contagem de células e imunohistoquímica) e bioquímicos (imunoconteúdo de caspase-3 ativa e BDNF, atividade e imunoconteúdo da acetilcolinesterase, níveis de glutationa e sulfidrilas, bem como o índice de dano ao DNA). Ratos Wistar receberam uma injeção intracerebroventricular de galactose (4 mM) ou salina (controles) sendo esses submetidos às tarefas comportamentais e/ou decapitados em diferentes tempos (1 h, 3 h ou 24 h), logo após, o hipocampo, córtex cerebral e cerebelo foram dissecados. Os resultados mostraram que a galactose prejudicou a memória aversiva e de reconhecimento de objetos, quando injetada antes do treinamento, bem como alterou a atividade e a expressão gênica da acetilcolinesterase em hipocampo. Em relação ao comportamento motor e aos parâmetros histológicos e bioquímicos realizados no cerebelo, a administração intracerebroventricular de galactose prejudicou a coordenação motora e reduziu o número de células e a imunomarcação de neurônios e astrócitos. A galactose, também aumentou o imunoconteúdo de caspase-3 ativa, a atividade da acetilcolinesterase e o índice de dano ao DNA, bem como diminuiu o imunoconteúdo de BDNF e acetilcolinesterase e os níveis de glutationa e sulfidrilas no cerebelo. Tomados em conjunto, nossos resultados mostram que a administração intracerebroventricular de galactose prejudicou a memória e a coordenação motora. Além disso, o modelo experimental utilizado mostrou diversas alterações a nível celular e molecular, os quais podem contribuir pelo menos em parte com o entendimento da fisiopatologia da galactosemia clássica. / Non-treated patients with classical galactosemia present high levels of galactose in the bloodstream and brain. Patients usually develop cognitive and motor impairments during life. However, little is known about the cellular and molecular mechanisms responsible for these symptoms. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of intracerebroventricular galactose injection on memory (aversive and object recognition) and motor coordination in Wistar rats. Acetylcholinesterase activity, immunocontent and gene expression were investigated in hippocampus and cerebral cortex. In the cerebellum, we performed histological (cell counting and immunohistochemistry) and biochemical (active caspase-3 immunocontent, BDNF, acetylcholinesterase activity and immunocontent, glutathione and sulfhydryl levels, as well as DNA damage index) parameters. Wistar rats received a single intracerebroventricular injection of galactose (4 mM) or saline (control). The animals performed behavioral tasks and/or were decapitated at different times (1 h, 3 h or 24 h) after injection. The hippocampus, cerebral cortex and cerebellum were dissected. The results showed that injecting galactose before training provokes impairment on aversive and object recognition memories, as well as altered the activity and gene expression of acetylcholinesterase in hippocampus. Regarding to the histological and biochemical parameters measured in the cerebellum, intracerebroventricular galactose injection impaired motor coordination, reduced the number of cells and immunostaining of neurons and astrocytes. In the cerebellum, galactose also increased active capase-3 immunocontent, acetylcholinesterase activity and DNA damage index, as well as decreased BDNF and acetylcholinesterase immunocontent, and glutathione and sulfhydryl levels. Altogether, our results show that intracerebroventricular injection of galactose impaired memory and motor coordination. Moreover, the experimental model used showed several alterations at cellular and molecular levels. These findings may contribute at least in part with the understanding of the physiopathology in classical galactosemia.

A hipóxia-isquemia neonatal (HI) faz parte da etiologia de diversas patologias neurológicas e é causa de graves sequelas. Os mecanismos patofisiológicos dessa lesão começam com o insulto imediato após a HI e se estendem por dias ou semanas, pelo aumento da liberação de espécies reativas de oxigênio associada a redução da defesas anti-oxidantes e reação glial, sendo a lesão secundária parte crucial no processo que culmina no dano final. A acetilcolina (ACh) é um neurotransmissor do sistema nervoso central (SNC) que parece ter uma importante ação neuroprotetora após a HI. A acetilcolinaesterase (AChE) é responsável pela degradação da ACh, inibidores dessa enzima vêm sendo utilizados para o tratamento de danos neurológicos. Sua ação positiva sobre a HI foi demonstrada em estudos realizados em nosso laboratório, onde a administração do extrato de Huperzia quadrifariata (inibidor de AChE) reduziu os déficits cognitivos e histológicos causados por essa lesão Para avaliar os efeitos das administrações pré e pós-hipóxia de galantamina, inibidor da AChE, no modelo de HI perinatal, ratos Wistar no 7º dia de vida pós-natal (DPN7) foram submetidos à combinação da oclusão unilateral da artéria carótida direita e exposição a uma atmosfera hipóxica (8% de O2) durante 60 minutos. Foram aplicadas injeções intraperitoniais de salina para os grupos Sham e HI+Salina (HIS) e de galantamina nos grupos HI+Galantamina 5 mg/kg pré-hipóxia (HIG5-Pré), HI+Galantamina 10 mg/kg pré-hipóxia (HIG10-Pré), HI+Galantamina 5 mg/kg pós-hipóxia (HIG5-Pós) e HI+Galantamina 10 mg/kg pós-hipóxia (HIG10-Pós). Os grupos Pré receberam galantamina imediatamente antes da hipóxia e os grupos Pós nos intervalos de 1, 24, 48 e 72 horas após a cirurgia. No DPN45 foi feita a análise do volume das estruturas encefálicas que demonstrou a redução do volume do hipocampo do grupo HIS em relação ao Sham e uma prevenção desse efeito no grupo HIG10-Pré, mas não nos demais grupos. Análises bioquímicas foram feitas no hipocampo ipsilesional 24 horas após a lesão e revelaram: através da citometria de fluxo uma redução na sobrevivência de neurônios no grupo HIS em relação ao Sham que foi prevenida no grupo HIG10-Pré; através de ELISA uma hipertrofia dos astrócitos no grupo HIS que foi revertida no grupo HIG10-Pré e um aumento na atividade da enzima anti-oxidante catalase. O tratamento pré-hipóxia com galantamina foi capaz de prevenir os déficits histológicos, aumentar a sobrevivência celular, reduzir a reação astrocitária e aumentar a atividade anti-oxidante em ratos submetidos à HI. / Neonatal hypoxia ischemia (HI) has a role in etiology of several neurological pathologies and causes severe sequelae. The pathophysiological mechanisms of this lesion start immediately after HI and last for days or weeks, with the secondary injury being a crucial part the process that culminates in the final damage. Acetylcholine (ACh) is a neurotransmitter of the central nervous system that seems to have an important neuroprotective action after HI. Acetylcholinesterase (AChE) degradates ACh and inhibitors of this enzyme have been used to treat neurological damage. Its positive action on HI has been demonstrated in studies performed in our laboratory, where the administration of the alkaloid extract of Huperzia quadrifariata (An inhibitor of AChE) reduced the cognitive and histological deficits caused by this lesion. To evaluate the effects of the pre and post-hypoxia administrations of galantamine, a cholinesterase inhibitor, in the model oh perinatal HI, Wistar rats in the post-natal day 7 (PND7) were subjected to a combination of unilateral occlusion of the right charotid artery and of exposure to a hypoxic exposure (8% O2) for 60 minutes. Intraperitoneal injections of saline in the groups Sham anf HI+Saline (HIS) and of galantamine in the groups HI+Galantamine 5 mg/kg pre-hypoxia (HIG5-Pre), HI+Galantamine 10 mg/kg pre-hypoxia (HIG10-Pre), HI+Galantamine 5 mg/kg post-hypoxia (HIG5-Post) and HI+Galantamine 10 mg/kg post-hypoxia (HIG5-Post). The Pre groups received galantamine immediately before hypoxia and the Post groups in the intervals of 1, 24, 48 and 72 hours after HI. On PND45 the analysis of the volume of brain structures showed a reduction of the volume of the ipsilesional hippocampus in the HIS group when compared to the sham and a prevention of this effect in the HIG10-Pre, but not in any other group. Biochemical analysis was performed in the ipsilesional hippocampus 24 hours after the lesion and revealed: a reduction of the number of surviving neurons in the HIS group when compared to the Sham that was prevented in the HIG10-Pre; a hypertrophy of the astrocytes in the HIS group that was prevented in the HIG10-Pre group and an increase in the activity of the anti-oxidant enzyme catalase in the HIG10-Pre group. The treatment with galantamine was able to prevent the histological deficits, increase the survival of neurons, reduce astrocytic reaction and increase the anti-oxidant activity in rats submitted to HI.

Orientador: Elizabeth Moreira dos Santos Schmidt / Resumo: Este trabalho encontra-se dividido em três capítulos. O capítulo 1 versa sobre uma revisão de literatura que teve como objetivo a realização de um levantamento retrospectivo sobre os endoparasitas em bovinos no Brasil, que também incluiu dados mundiais. No capítulo 2, objetivou-se investigar os nematódeos gastrintestinais (GI) e pulmonares que parasitam bovinos jovens. Para isso, foram utilizados 140 bezerros mestiços, de dois a 12 meses de idade, clinicamente saudáveis, de duas propriedades leiteiras nos municípios de Botucatu e Manduri, estado de São Paulo. Durante um ano, trimestralmente, amostras de fezes foram coletadas diretamente da ampola retal para a realização da contagem de OPG pela técnica de McMaster modificada e pesquisa de L1 de Dictyocaulus viviparus pela modificação da técnica de Baermann. Além disso, coproculturas foram realizadas em pool de amostras para a observação das larvas infectantes. Na propriedade de Manduri, houve um aumento significativo da contagem de OPG no inverno. Na propriedade de Botucatu, os animais com até três meses de idade apresentaram maiores contagens de OPG quando comparados aos animais mais velhos. Em geral, foram observados ovos de estrongilídeos, Strongyloides spp., Moniezia spp., Trichuris spp. e oocistos de Eimeria spp. Nas coproculturas, em ordem de prevalência, foram recuperadas larvas infectantes de Cooperia spp., Haemonchus spp., Oesophagostomum spp. e Trichostrongylus spp. As L1 de D. viviparus foram recuperadas somente na ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work was divided into three chapters. The chapter 1 aimed to perform a review article based on a retrospective survey of epidemiological studies examining endoparasites that affect bovine in different regions of Brazil, which also included international data. The chapter 2 aimed to determine the gastrointestinal (GI) and pulmonary parasites that affect calves. For this, we used 140 clinically healthy crossbred calves, two to 12 months old, which belonged to two private farms in the municipalities of Botucatu and Manduri, São Paulo state. The animals were monitored for 12 months. Feces were collected directly from the rectum every three months. Fecal egg counts were determined using the modified McMaster technique with a sensitivity of 50 eggs per gram of feces (EPG). Coproculture was performed on pooled samples to identify Strongylida infective larvae. First-stage larvae of Dictyocaulus viviparus were identified by a modified Baermann method. The calves from Manduri farm showed a significant increase in the fecal egg counts in the winter when to compare to other seasons. The Botucatu farm calves differed significantly in the age groups in that younger calves (2 – 3 months old) showed a higher EPG than older calves (8 – 12 months old). Generally, we found Strongyle type-eggs, Strongyloides spp., Moniezia spp., and Trichuris spp. eggs and Eimeria spp. oocysts. The most prevalent genera in all coprocultures were: Cooperia spp., Haemonchus spp., Oesophagostomum spp., and Tri... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência, representando cerca de 80% dos casos. A DA é caracterizada por um processo de declínio progressivo e irreversível das funções cognitivas e da memória, que se estende para a desorganização do comportamento. Atualmente, 46,8 milhões de pessoas em todo o mundo foram diagnosticadas com demência. Embora vários fatores tenham sido implicados na DA, sua etiologia ainda não é completamente conhecida. Do ponto de vista neuropatológico, é observado no cérebro de indivíduos com DA atrofia cortical difusa, presença de grande número de placas senis, emaranhados neurofibrilares, processo inflamatório e perda neuronal. A progressão dos sintomas está associada a mudanças estruturais nas sinapses colinérgicas em certas regiões do cérebro, que consequentemente, apresentam neurotransmissão colinérgica reduzida. Os vários eventos patológicos interligados contribuem para o avanço da doença e direcionam diversas pesquisas na busca por tratamentos multialvos com base no processo multifatorial de DA. Assim o presente trabalho descreve a síntese de derivados híbridos dual binding site de donepezila-tacrina (fármacos inibidores de acetilcolinesterase), com potencial para agir em dois alvos terapêuticos pela (i) inibição da acetilcolinesterase em ambos os sítios ativo e periférico, como demonstrado pelos estudos de modelagem molecular, e (ii) na agregação do peptídeo A? neurotóxico induzido pela acetilcolinesterase, na tentativa de interromper a progressão da doença. A estratégia sintética envolveu a condensação da 5,6-dimetóxiindanona com a unidade 4-piperidinil carbaldeído, a qual forneceu o intermediário 5,6- dimetóxindan-1-ona-4-piperidinil-metileno-1-[(4-cloroquinolin-2-il)metil], seguido de redução da dupla ligação, gerada na reação de condensação anterior, e substituição do átomo de cloro-quinolina por amino para obtenção do produto final, ou manutenção da função olefina, seguido de substituição do átomo de cloro-quinolina por azido ou amino, gerando cinco híbridos estruturalmente correlacionados. Os híbridos foram testados em ensaio de inibição de acetilcolinesterase e butirilcolinesterase pelo método de Ellman, e o híbrido insaturado, contendo a função amino-quinolina foi o mais ativo da série com IC50 na faixa de nanomolar (0,014 ?M). Futuramente, os intermediários da reação e produto final serão submetidos ao ensaio de inibição da agregação do peptídeo A? neurotóxico pelo método da tioflavina T. Neste trabalho, também são descritos os testes de predição in vitro para permeação pela barreira hematoencefálica, bem como sua absorção intestinal, pelo método PAMPA. / Alzheimer\'s disease (AD) is the most commom form of dementia in almost 80% of the cases. AD is a process that causes a progressive and irreversible decline of cognitive functions, memory and includes disorganized behavior. Currently, 46.8 million people live with dementia around the world. Although several factors have been implicated in AD, its etiology is not fully understood. In the point of neuropathologic view, diffuse cortical atrophy, presence of senile plaques, neurofibrillary tangles, inflammatory process and neuronal loss are observed in the brain of the patients with AD. The progression of the disease symptoms is associated with structural changes in cholinergic synapses in certain brain regions and consequent impairment of cholinergic neurotransmission. The various interconnected pathological events contribute for the progression of the disease and drive several studies in the search for multitarget treatments based on the multifactorial process of AD. Therefore, this work describes the synthesis of dual binding site tacrine-donepezil hybrids, with the potential to act in two therapeutics targets by: (i) inhibition of the acetylcholinesterase in both peripheral and active sites, as demonstrated in molecular modeling studies, and (ii) the peptide A? neurotoxic aggregation induced by acetylcholinesterase, in an attempt to stop the progression of the disease. The synthetic strategy was based on the condensation between 5,6- dimethoxy-indanone and the 4-piperidinyl carbaldehyde core, which afforded the 5,6- dimethoxy-indanone-4-piperidinyl-methylene-1-[(4-chloroquinolin-2-yl)methyl] intermediate, followed by the reduction of the olefinic bond, formed in the previous condensation, and substitution of the chloro-quinoline atom by amine group to give the final product, or keeping the olefin function, followed by replacement of the chloro-quinoline atom by azide or amine to produce five structural related hybrids. The hybrids were tested in acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase inhibition assays using Ellman method, and the unsaturated hybrid containing the amino-quinoline function was the most active of the series with IC50 in a nanomolar range (0,014 ?M). The ability of the hybrids to inhibit protein A? neurotoxic aggregation will be assessed by thioflavin T method. In addition, the blood brain and intestinal barrier permeation by PAMPA methodology were also predicted.

A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima essencial que encerra a transmissão colinérgica através de uma rápida hidrólise do neurotransmissor, acetilcolina (ACh). Uma ampla série de evidências mostraram que os inibidores da AChE podem interferir com a progressão da doença de Alzheimer (DA). O desenvolvimento bem sucedido de compostos inibidores da AChE foi baseado na teoria de que o declínio nas funções cognitivas e mentais associadas a DA está relacionado com a perda da neurotransmissão cortical colinérgica, sendo assim, esses compostos podem ser usados para tratar as deficiências colinérgicas. Uma coleção de moléculas orgânicas foi escaneada para ser avaliada a capacidade dessas moléculas em inibir a atividade enzimática da AChE com o objetivo de se encontrar compostos líderes para posteriores otimizações, conduzindo a fármacos com aumento da eficácia e/ou menores efeitos adversos. As estratégias aplicadas incluem o screening ou triagem virtual baseado na estrutura e também no ligante, modelagem farmacofórica, docking molecular e buscas por similaridade (forma e eletrostática). Os estudos foram também concentrados na descoberta de novas classes de inibidores da AChE, tendo como molécula de referência o fármaco donepezil, o qual inaugurou uma nova classe de inibidores da AChE com a ação mais longa e mais seletiva com efeitos adversos manejáveis. Do total de compostos triados, 50 foram selecionados com adequadas propriedades físico-químicas e ADME/Tox. Em geral, esses compostos possuem substancial interação com o sítio periférico aniônico (PAS) da AChE e a maioria deles faz interações adicionais com o sítio catalítico (CAS) e com outros resíduos de aminoácidos importantes ao longo da enzima. Destes 50 compostos, oito foram comercialmente adquiridos e os ensaios enzimáticos revelaram que estes compostos exibem uma alta afinidade pela AChE. Os resultados apontam, ainda, que o composto entitulado ZINC30019441 exibiu a mais potente atividade inibitória para a AChE, com 1,8 micromolar de concentração, e os demais ficaram ainda situados em baixo micromolar, de 2 a 3 micromolar de concentração. Estes resultados, além das modificações químicas ora propostas in silico para estes inibidores protótipos, apontam para o desenvolvimento de uma nova e promissora série de potentes anticolinesterásicos, contendo propriedades de fármacos, as quais são ainda apropriadas para atuarem no Sistema Nervoso Central e interagirem com o peptídeo beta-amiloide, com vistas ao tratamento quimioterápico da doença de Alzheimer. A perspectiva imediata inclui os ensaios de anti-agregação do peptídeo com os oito inibidores já testados com a Acetilcolinesterase. / Acetylcholinesterase (AChE) is an essential enzyme that terminates cholinergic transmission by rapid hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine (ACh). A wide range of evidence shows that AChE inhibitors may interfere with the progression of Alzheimer\'s disease (AD). The successful development of AChE inhibitor compounds was based on the theory that the decline in cognitive and mental functions associated with AD is related to the loss of cortical cholinergic neurotransmission, thus, these compounds can be used for treating cholinergic deficiencies. A collection of organic molecules has been scanned to evaluate the ability of these molecules to inhibit the enzymatic activity of AChE in order to find lead compounds for further optimization, leading to drugs with increased efficacy and/or fewer adverse effects. The strategies applied include structure-based virtual screening and also in ligand-based virtual screening, pharmacophoric modeling, molecular docking and similarity searches (shape and electrostatic). Studies have also focused on the discovery of new classes of AChE inhibitors, having as a reference molecule the drug donepezil, which has opened a new class of AChE inhibitors with longer and more selective action with manageable side effects. 50 of the compounds screened, were selected with appropriate physical and chemical properties and ADME/Tox. In general, these compounds possess substantial interaction with the peripheral anionic site (PAS) of AChE and most of them make further interact with the catalytic site (CAS) and other key amino acid residues throughout the enzyme. Out of these 50 compounds, eight were commercially purchased and the enzyme assays have shown that these compounds exhibit a high affinity for AChE. The results show also that the compound titled ZINC30019441 exhibited the most potent inhibitory activity for AChE, with 1.8 micromolar concentration, and the rest were still located in low micromolar, 2-3 micromolar concentration. These results as well as chemical modifications herein proposed for these prototypes, indicate the development of a new and promising series of potent anticholinesterase containing drug properties, which are still suitable to act on the central nervous system and interact with the ?-amyloid peptide, for chemotherapy treatment of Alzheimer\'s disease. The immediate prospect includes the peptide anti-aggregation assays with the eight inhibitors already tested against acetylcholinesterase

O Mal de Alzheimer é a causa mais importante de demência em idosos. A progressão dos sintomas da doença está associada com modificações estruturais nas sinapses colinérgicas em determinadas regiões cerebrais e, consequentemente, à diminuição do potencial de neurotransmissão colinérgica. Desta forma, o aumento da capacidade de neurotransmissão colinérgica constitui o mecanismo fundamental dos fármacos utilizados para o tratamento do Mal de Alzheimer. Atualmente, o único tratamento clínico eficaz para o Mal de Alzheimer (MA) é a utilização de inibidores da acetilcolinesterase (AChE). Os anticolinesterásicos são os fármacos mais promissores desenvolvidos até hoje, pois é a única classe terapêutica que mostrou melhora nos sintomas cognitivos do MA. Para esse projeto, foram utilizadas diferentes técnicas de modelagem molecular como estratégia de planejamento racional de fármacos, tendo como base os inibidores de Acetilcolinesterase (AChE) descritos na literatura além dos que possuem estruturas depositadas no PDB, incluindo alguns que já vêm sendo utilizados no tratamento do Mal de Alzheimer. O objetivo foi planejar e testar novos potenciais inibidores desse alvo terapêutico, na tentativa de obter e futuramente otimizar novos protótipos como futuros candidatos a fármacos em Mal de Alzheimer. Os objetivos estendem-se a propostas de novos potenciais protótipos, selecionados de bases de dados de compostos comerciais contendo propriedades de fármacos. Os screenings virtuais foram tendenciados às estruturas dos inibidores já reportados da literatura bem como ao padrão farmacofórico comum a eles, a ser modelado. / Alzheimer\'s disease is the leading cause of dementia in the elderly. The progression of symptoms is associated with structural changes in cholinergic synapses in specific brain regions and consequentely to decrease the potential of cholinergic neurotransmission. Thus, the increased capacity of cholinergic neurotransmission is the fundamental mechanism of the drugs used to treat Alzheimer\'s disease. Currently, the only effective clinical treatment for Alzheimer\'s (MA) is the use of inhibitors of acetylcholinesterase (AChE). Cholinesterase inhibitors are the most promising drugs developed so far, it is the only therapeutic class that showed improvement in cognitive symptoms of MA. For this project, we used different techniques of molecular modeling as a strategy for rational design of drugs based on inhibitors of acetylcholinesterase (AChE) in the literature than those which have structures deposited in the PDB, including some that have already been used in the treatment Alzheimer\'s disease.The objective was to design and test new potential inhibitors of therapeutic target in attempts to obtain and optimize future new prototypes as future drug candidates in Alzheimer\'s disease. The goals extend to proposals from potential new prototypes, selected from databases of commercial compounds containing properties of drugs. The virtual screenings were trends to structures of the inhibitors already reported in the literature as well as the pharmacophoric pattern common to them, to be modeled.