A Doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada por um declínio cognitivo global, incluindo uma perda progressiva de memória, orientação e raciocínio, associada com a degeneração especifica de neurônios colinérgicos. As alterações histopatológicas que definem a DA são protéicos de β-amilóide e tau hiperfosforilada em placas senis e emaranhados neurofibrilares, respectivamente. Porém, os mecanismos moleculares que levam a DA não estão bem caracterizados e ainda não há nenhum tratamento eficaz para prevenir ou reverter os seus sintomas. Parte dessa dificuldade se deve à escassez de modelos experimentais adequados. Previamente nosso grupo estabeleceu condições experimentais para a diferenciação do neuroblastoma humano SH-SY5Y em neurônios dopaminérgicos a partir da adição de ácido retinóico (AR). Alguns estudos sugerem que esta linhagem, quando tratada com AR e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), apresenta uma mudança para um fenótipo colinérgico. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo caracterizar a diferenciação colinérgica desta linhagem e estabelecer as melhores condições de tratamento com ácido ocadáico (AO), que promove a hiperfosforilação e deposição da proteína tau, em combinação com oligômeros solúveis de β-amilóide (Aβ1-42), para uso como modelo in vitro ao estudo da DA. As células proliferativas foram cultivadas em meio DMEM/F12 com 10% de soro fetal ( FB). A diferenciação foi induzida com 10μM de AR em meio a cultura com 1% de SFB durante sete dias, sendo o BDNF (10 nM) acrescentado a partir do quarto dia. Determinamos a atividade da Acetilcolinesterase (AChE), da Colina Acetiltransferase (ChAT) e o imunoconteúdo de ChAT como marcadores colinérgicos. O co-tratamento com BDNF resultou em células com notável morfologia neuronal, apresentando aumento na densidade e comprimento de neuritos e nos marcadores colinérgicos. Após o estabelecimento do modelo colinérgico, as células diferenciadas da linhagem de neuroblastoma SH-SY5Y foram desafiadas com uma curva de dose das neurotoxinas Aβ1-42 ou AO, e a neurotoxicidade foi avaliada pelo ensaio do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2il)-2,5-difeniltetrazolium (MTT) em combinação com a densidade de neuritos. A partir desses resultados, doses subletais das toxinas foram selecionadas para estabelecer o modelo in vitro da Doença de Alzheimer. Esses resultados fazem dessa linhagem celular uma ferramenta útil no campo da neurociência, podendo torná-la um modelo adequado para o estudo da Doença de Alzheimer. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by a global cognitive decline, including progressive loss of memory, orientation and reasoning associated with a specific degeneration of cholinergic neurons. Histopathological changes that define AD are amyloid-β hyperphosphorylated tau deposits in senile plaques and neurofibrillary tangles, respectively. However, the leading molecular mechanisms are not well elucidated and still there is no effective treatment to prevent or reverse the symptoms. Part of this difficulty is due to the lack of suitable experimental models. Our group previously established experimental conditions for the differentiation of human neuroblastoma SH-SY5Y cells into dopaminergic neurons-like with retinoic acid (RA) addition. Some studies suggested that when treated with RA and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) this cell line has a shift to a cholinergic like phenotype. Thus, this study aims to characterize the cholinergic differentiation of SH-SY5Y cell line and to determine the best conditions for okadaic acid (OA) treatment, which promotes the deposition and hyperphosphorylation of tau protein, in combination with solubleoligomers of β- myl (Aβ - 42). Thereby we established a suitable AD in vitro model. Exponentially growing SH-SY5Y cells were maintained in DMEM / F12 medium with 10% fetal bovine serum (FBS). Differentiation was triggered by the combination of 10 μM of RA plus medium with 1% of FBS during 7 days, BDNF was added on 4th day. We determined Acetylcholinesterase (AChE) and Choline Acetyltransferase (ChAT) enzymatic activities and the ChAT immunocontent as cholinergic markers. Once the cholinergic like in vitro model was established, the differentiated SH- Y5Y cells were challeng with of Aβ -42 or AO dose curve, and neurotoxicity was evaluated by an 3-(4,5-dimethylthiazol-2il)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay in combination with neurite density. Hence, sublethal doses of neurotoxins were selected to determine the in vitro model of Alzheimer's disease. Taken together, these results suggested SH-SY5Y cell line as a useful and suitable model in Alzheimer's disease research.

A cafeína é a substância psicoestimulante mais consumida no mundo todo. Muitos estudos já foram realizados avaliando os seus benefícios sobre as funções cognitivas. Algumas evidências sugerem a participação do sistema colinérgico nos efeitos da cafeína, mas os estudos ainda são incipientes. O objetivo desse estudo foi verificar os efeitos da administração aguda de cafeína frente ao bloqueio dos receptores colinérgicos muscarínicos pela administração do antagonista não-seletivo escopolamina. Camundongos adultos machos receberam cafeína (10 mg/kg, i.p.) uma vez ao dia durante 4 dias. No quinto dia, a escopolamina (2 mg/kg, i.p.) foi administrada imediatamente após a sessão de treino na tarefa de reconhecimento de objetos. Na tarefa de esquiva inibitória a escopolamina foi administrada 15 minutos antes ou imediatamente após a sessão de treino para avaliar aquisição e consolidação da memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, a cafeína preveniu o comprometimento da memória de reconhecimento pela administração pós-treino de escopolamina. A cafeína também foi efetiva em prevenir o comprometimento da consolidação da memória de curta e longa duração pela administração póstreino de escopolamina. Entretanto, a cafeína só foi efetiva em prevenir o comprometimento da memória pela administração pré-treino da escopolamina quando o teste foi realizado 90 minutos após o treino (memória de curta duração). Esses resultados sugerem que os efeitos preventivos da cafeína observados em modelos de déficit mnemônico podem envolver a participação do sistema colinérgico. / Caffeine is the psychostimulant most consumed worldwide. Many studies have been performed evaluating its benefits on the cognitive functions. There is evidence to suggest the participation of cholinergic system on the effects of caffeine, but studies are still incipient. The aim of this study was to investigate the effects of acute administration of caffeine on memory impairment by the blockade of muscarinic cholinergic receptors. Adult male mice received caffeine (10 mg/kg, i.p.) once daily during 4 consecutive days. On the fifth day, the non selective antagonist for muscarinic receptors, scopolamine (2 mg/kg, i.p.) was administered immediately after training session on the novel object recognition task. In the inhibitory avoidance task, scopolamine was administered 15 minute s prior to or immediately after training session to evaluate acquisition and consolidation of memory. In the novel object recognition task caffeine was effective in preventing the impairment of short- and long-term memory consolidation by post training administration of scopolamine. In the inhibitory avoidance task, caffeine was effective in preventing short-term memory impairment by administration of scopolamine prior to training. When scopolamine was administered after training, caffeine was able to prevent both short- e long-term memory impairments. These results suggest that the preventive effects of caffeine against mnemonic deficits may involve participation of the cholinergic system.

É conhecido que o sistema colinérgico, via receptor nicotínico a7, atua como atenuador do processo inflamatório. O lítio é utilizado no tratamento do transtorno afetivo bipolar e, em microdoses, foi benéfico para o tratamento da doença de Alzheimer. O objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos do tratamento crônico com microdoses de lítio para a formação de mediadores inflamatórios em cérebros de camundongos jovens, após injeção intraperitoneal de LPS, e se os receptores a7 estavam envolvidos nesse processo. Após sete meses de tratamento, foi observado que o grupo lítio-LPS apresentou formação da memória espacial, diferentemente do grupo água-LPS. Oito dias após a injeção de LPS, os níveis de IL-6, TNF-a, IL-10 e pGSK-3b/GSK-3b estavam iguais em todos os grupos, evidenciando que o processo inflamatório já estava terminado. Além disso, não houve diferença com relação à densidade de CAT e a7. Não foi possível comprovar ou excluir o efeito anti-inflamatório das microdoses de lítio. Portanto, o desenho experimental deverá ser ajustado. / It is known that the cholinergic system, via a7 nicotinic receptors, acts as attenuator of the inflammatory process. Lithium is used in the treatment of bipolar disorder and microdosing was beneficial for the treatment of Alzheimer\'s disease. The aim of this study was to evaluate the effects of chronic treatment with lithium microdoses for the formation of inflammatory mediators in the brain of young mice after intraperitoneal injection of LPS, and if a7 receptors were involved in this process. After seven months of treatment, animals treated with lithium-LPS presented spatial memory, while water-LPS animals did not. Eight days after the induction of acute inflammation levels of IL-6, TNF-a, IL-10 and pGSK-3b/GSK-3b were the same in all groups, indicating that the inflammatory process had been completed. Still, there was no difference with respect to the density of CAT and a7. It was not possible to confirm or exclude the anti-inflammatory effect of microdoses of lithium. So, the experimental design will be adjusted.

O sistema colinérgico muscarínico desempenha uma função central na memória, mas o papel de cada subtipo de receptor é pouco compreendido separadamente. As toxinas muscarínica (MTs) extraídas da peçonha das serpentes Dendroaspis sp são ferramentas farmacológicas seletivas aos diferentes subtipos de receptores muscarínicos. O subsistema M4 muscarínico modula os processos de consolidação e evocação. Recentemente, tem se dado atenção aos processos subseqüentes à evocação e vários trabalhos demonstraram que a reconsolidação e a extinção da memória compreendem etapas importantes na formação do processo. O objetivo desse trabalho é investigar o envolvimento do subsistema M4 colinérgico muscarínico hipocampal na consolidação, evocação, reconsolidação e extinção da memória, além de investigar os receptores M4 da amígdala basolateral na consolidação e reconsolidação. Em trabalhos anteriores, foi demonstrado que os receptores M4 mudavam seu papel modulatório entre a consolidação e evocação, portanto, neste trabalho investigamos, também, em que momento do processo de consolidação ocorre essa mudança e se essa alteração é dependente de transcrição gênica. A toxina MT3, antagonista seletiva ao receptor M4, e a escopolamina, antagonista inespecífico, foram as ferramentas farmacológicas utilizadas e seus efeitos foram estudados na tarefa de condicionamento aversivo contextual (CAC) e esquiva inibitória (EI). Quando infundidos no hipocampo antes do treino CAC, ambos os fármacos foram amnésicos sobre a consolidação, entretanto, somente MT3 foi efetiva quando infundida antes do teste, sendo o efeito oposto, facilitatório. Além disso, somente a MT3 intra-hipocampal foi facilitatória sobre a reconsolidação e bloqueou a extinção da tarefa de CAC. Infundidas na amígdala basolateral os antagonistas foram amnésicos sobre a consolidação e a reconsolidação de CAC. Os experimentos com a esquiva inibitória demonstraram que a MT3 intra-hipocampal é amnésica somente quando infundida imediatamente após o treino. Porém, modifica seu efeito quando administrada 90 e 180 minutos após o treino, passando a ser facilitatória. A administração de um inibidor de transcrição gênica (DRB) imediatamente após o treino de EI reverte o efeito facilitatório da MT3 pré-teste. Os resultados sugerem uma modulação positiva do sistema colinérgico muscarínico hipocampal durante a consolidação e a extinção da memória de CAC, porém, uma ação contrária é observada durante a evocação e reconsolidação. Os resultados em conjunto sugerem que os receptores M4 hipocampais sofram alterações plásticas durante o processo de consolidação passando a controlar negativamente a atividade excitatória dos neurônios glutamatérgicos, fenômeno que parece não ocorrer na amígdala basolateral. / The cholinergic muscarinic system plays a central role in learning and memory, yet little is known about the specific roles of each receptor subtype. Muscarinic toxins (MTs) from Dendroaspis snakes venom are selective for muscarinic receptor subtypes. The hippocampus M4 subsystem, for instance, was shown to take part in the modulation of memory consolidation and retrieval. The memory phenomenon, by its turn, is being recently unveiled as a much more complex set of processes than previously thought, encompassing post-retrieval situations such as reconsolidation and extinction, each with its particular mechanisms. The scope of this study is to explore the involvement of the hippocampal cholinergic M4 muscarinic subsystem on the consolidation, retrieval, reconsolidation and extinction of memories, moreover to investigate the role of M4 subsystem of basoalteral amygdala on the consolidation and reconsolidation. Last works shown a different modulatory role of hippocampal M4 receptors about consolidation and retrieval processes, therefore This work aims to investigate the muscarinic cholinergic modulation at hippocampal circuits by M4 receptors, along different periods of memory consolidation for an inhibitory avoidance task, and verify if the change effect of pre-test MT3 are dependent of mRNA synthesis. MT3, a very selective M4 antagonist, and the less selective antagonist scopolamine were infused bilaterally into the rat CA1 area, and their effects studied in a contextual fear conditioning task (CFC) and inhibitory avoidance task (IA). When infused immediately after training, both treatments caused disruption of the memory consolidation, however, only MT3 was effective when infused before the test session, and the effect, was the opposite, i.e., memory facilitation. Moreover, only MT3 enhanced the reconsolidation of CFC following its infusion into the hippocampus or blocked its extinction. Infused into the basolateral amygdala, muscarínic antagonists shown an amnestic effect about the consolidation and reconsolidation of CFC memory. In the IA experiments, MT3 infused immediately after training was amnestic upon the consolidation process, while an “opposite effect” –memory facilitation– was observed in the 90-180min time window. The DRB was amnestic too upon the consolidation, showing that the transcriptional process is essential to the memory. Moreover, the DRB reverted the facilitatory effect of pre-test MT3. These results suggest an endogenous positive modulation of the cholinergic muscarinic system present during the consolidation or the extinction of an aversive memory, but an opposite action during memory retrieval or memory reconsolidation. Moreover, these results suggest that M4 receptors are likely expressed at different hippocampal localizations where they underlie different processes and plasticity events, may be over expressed upon glutamatergic excitatory cells.

A Doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada por um declínio cognitivo global, incluindo uma perda progressiva de memória, orientação e raciocínio, associada com a degeneração especifica de neurônios colinérgicos. As alterações histopatológicas que definem a DA são protéicos de β-amilóide e tau hiperfosforilada em placas senis e emaranhados neurofibrilares, respectivamente. Porém, os mecanismos moleculares que levam a DA não estão bem caracterizados e ainda não há nenhum tratamento eficaz para prevenir ou reverter os seus sintomas. Parte dessa dificuldade se deve à escassez de modelos experimentais adequados. Previamente nosso grupo estabeleceu condições experimentais para a diferenciação do neuroblastoma humano SH-SY5Y em neurônios dopaminérgicos a partir da adição de ácido retinóico (AR). Alguns estudos sugerem que esta linhagem, quando tratada com AR e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), apresenta uma mudança para um fenótipo colinérgico. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo caracterizar a diferenciação colinérgica desta linhagem e estabelecer as melhores condições de tratamento com ácido ocadáico (AO), que promove a hiperfosforilação e deposição da proteína tau, em combinação com oligômeros solúveis de β-amilóide (Aβ1-42), para uso como modelo in vitro ao estudo da DA. As células proliferativas foram cultivadas em meio DMEM/F12 com 10% de soro fetal ( FB). A diferenciação foi induzida com 10μM de AR em meio a cultura com 1% de SFB durante sete dias, sendo o BDNF (10 nM) acrescentado a partir do quarto dia. Determinamos a atividade da Acetilcolinesterase (AChE), da Colina Acetiltransferase (ChAT) e o imunoconteúdo de ChAT como marcadores colinérgicos. O co-tratamento com BDNF resultou em células com notável morfologia neuronal, apresentando aumento na densidade e comprimento de neuritos e nos marcadores colinérgicos. Após o estabelecimento do modelo colinérgico, as células diferenciadas da linhagem de neuroblastoma SH-SY5Y foram desafiadas com uma curva de dose das neurotoxinas Aβ1-42 ou AO, e a neurotoxicidade foi avaliada pelo ensaio do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2il)-2,5-difeniltetrazolium (MTT) em combinação com a densidade de neuritos. A partir desses resultados, doses subletais das toxinas foram selecionadas para estabelecer o modelo in vitro da Doença de Alzheimer. Esses resultados fazem dessa linhagem celular uma ferramenta útil no campo da neurociência, podendo torná-la um modelo adequado para o estudo da Doença de Alzheimer. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by a global cognitive decline, including progressive loss of memory, orientation and reasoning associated with a specific degeneration of cholinergic neurons. Histopathological changes that define AD are amyloid-β hyperphosphorylated tau deposits in senile plaques and neurofibrillary tangles, respectively. However, the leading molecular mechanisms are not well elucidated and still there is no effective treatment to prevent or reverse the symptoms. Part of this difficulty is due to the lack of suitable experimental models. Our group previously established experimental conditions for the differentiation of human neuroblastoma SH-SY5Y cells into dopaminergic neurons-like with retinoic acid (RA) addition. Some studies suggested that when treated with RA and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) this cell line has a shift to a cholinergic like phenotype. Thus, this study aims to characterize the cholinergic differentiation of SH-SY5Y cell line and to determine the best conditions for okadaic acid (OA) treatment, which promotes the deposition and hyperphosphorylation of tau protein, in combination with solubleoligomers of β- myl (Aβ - 42). Thereby we established a suitable AD in vitro model. Exponentially growing SH-SY5Y cells were maintained in DMEM / F12 medium with 10% fetal bovine serum (FBS). Differentiation was triggered by the combination of 10 μM of RA plus medium with 1% of FBS during 7 days, BDNF was added on 4th day. We determined Acetylcholinesterase (AChE) and Choline Acetyltransferase (ChAT) enzymatic activities and the ChAT immunocontent as cholinergic markers. Once the cholinergic like in vitro model was established, the differentiated SH- Y5Y cells were challeng with of Aβ -42 or AO dose curve, and neurotoxicity was evaluated by an 3-(4,5-dimethylthiazol-2il)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay in combination with neurite density. Hence, sublethal doses of neurotoxins were selected to determine the in vitro model of Alzheimer's disease. Taken together, these results suggested SH-SY5Y cell line as a useful and suitable model in Alzheimer's disease research.

A cafeína é a substância psicoestimulante mais consumida no mundo todo. Muitos estudos já foram realizados avaliando os seus benefícios sobre as funções cognitivas. Algumas evidências sugerem a participação do sistema colinérgico nos efeitos da cafeína, mas os estudos ainda são incipientes. O objetivo desse estudo foi verificar os efeitos da administração aguda de cafeína frente ao bloqueio dos receptores colinérgicos muscarínicos pela administração do antagonista não-seletivo escopolamina. Camundongos adultos machos receberam cafeína (10 mg/kg, i.p.) uma vez ao dia durante 4 dias. No quinto dia, a escopolamina (2 mg/kg, i.p.) foi administrada imediatamente após a sessão de treino na tarefa de reconhecimento de objetos. Na tarefa de esquiva inibitória a escopolamina foi administrada 15 minutos antes ou imediatamente após a sessão de treino para avaliar aquisição e consolidação da memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, a cafeína preveniu o comprometimento da memória de reconhecimento pela administração pós-treino de escopolamina. A cafeína também foi efetiva em prevenir o comprometimento da consolidação da memória de curta e longa duração pela administração póstreino de escopolamina. Entretanto, a cafeína só foi efetiva em prevenir o comprometimento da memória pela administração pré-treino da escopolamina quando o teste foi realizado 90 minutos após o treino (memória de curta duração). Esses resultados sugerem que os efeitos preventivos da cafeína observados em modelos de déficit mnemônico podem envolver a participação do sistema colinérgico. / Caffeine is the psychostimulant most consumed worldwide. Many studies have been performed evaluating its benefits on the cognitive functions. There is evidence to suggest the participation of cholinergic system on the effects of caffeine, but studies are still incipient. The aim of this study was to investigate the effects of acute administration of caffeine on memory impairment by the blockade of muscarinic cholinergic receptors. Adult male mice received caffeine (10 mg/kg, i.p.) once daily during 4 consecutive days. On the fifth day, the non selective antagonist for muscarinic receptors, scopolamine (2 mg/kg, i.p.) was administered immediately after training session on the novel object recognition task. In the inhibitory avoidance task, scopolamine was administered 15 minute s prior to or immediately after training session to evaluate acquisition and consolidation of memory. In the novel object recognition task caffeine was effective in preventing the impairment of short- and long-term memory consolidation by post training administration of scopolamine. In the inhibitory avoidance task, caffeine was effective in preventing short-term memory impairment by administration of scopolamine prior to training. When scopolamine was administered after training, caffeine was able to prevent both short- e long-term memory impairments. These results suggest that the preventive effects of caffeine against mnemonic deficits may involve participation of the cholinergic system.

Apesar de representarem cerca de 50% de todas as células do encéfalo humano, as células da glia foram negligenciadas pela Doutrina do Neurônio, no início do século XX, por não serem excitáveis e por não se comunicarem como os neurônios. Durante um longo período, os estudos sobre os astrócitos se restringiam a suas funções de suporte do SNC. Atualmente se sabe que os astrócitos expressam receptores para uma variedade de neurotransmissores, como por exemplo, receptores colinérgicos nicotínicos, sugerindo possíveis mecanismos de resposta aos sinais enviados pela atividade neuronal, de modo variável e dinâmico, espontaneamente ou dependente da atividade neuronal e ativado pela alteração dos níveis intracelulares de Ca2+. Entretanto, os mecanismos específicos que explicam como essas células podem ser ativadas e qual sua contribuição para funcionamento do SNC ainda não estão totalmente esclarecidos. A secreção da proteína trófica S100B pelo astrócito pode ser um exemplo de comunicação celular, bem como também marcador biológico para diversas doenças. O nosso grupo já mostrou o envolvimento de diversos sistemas neuronais na modulação da secreção da proteína S100B. Um outro exemplo de comunicação é a liberação de gliotransmissores e a influência aguda astrocítica na transmissão sináptica. O objetivo dessa tese foi investigar se ativação do sistema colinérgico modula a secreção da proteína S100B em culturas primárias de astrócitos. Ainda, investigamos o uso da optogenética para o estudo da gliotransmissão em fatias de hipocampo. As culturas foram tratadas com inibidores da acetilcolinesterase (huperzina-A e tacrina), agonistas (acetiltiocolina, nicotina e carbacol) e antagonistas (mecamilamina e escopolamina) colinérgicos incubados durante 1 e 24 h. Os estudos em optogenética partiram primeiramente da caracterização do sistema cre/lox através da análise da expressão das proteínas de interesse, seletiva para astrócitos, por imunohistoquímica. Os resultados do primeiro estudo mostraram que a huperzina-A aumentou a secreção de S100B em culturas primárias de astrócitos, assim como o tratamento com nicotina; no segundo, discutiu-se as limitações metodológicas quanto a especificidade das proteínas e alteração da fisiologia dos astrócitos. Os resultados obtidos nessa tese ressaltam para a importância do conhecimento da fisiologia do astrócito, contribuindo para o entendimento de um possível mecanismo de ativação colinérgico dos astrócitos em promover secreção de S100B. Também é preciso ressaltar a relevância de novas metodologias que ajudam a descrever melhor o papel dos astrócitos na atividade sináptica. / Although about half of the brain cells are glial cells, the Neuron Doctrine has neglected them, at the beginning of 20th century, because they were not excitable and also, they were unable to communicate as neurons. For a long time, the studies about astrocytes functions were limited to trophic and metabolic support to neurons by which providing for the homeostasis of the nervous system. A variety of studies have been shown the expression of different neurotransmitters receptors in astrocytes, for instance, nicotinic receptors, suggesting the possibility of astrocytic response to neuronal activity. This response is variable and dynamic and mostly can be activated by changes at the intracellular calcium levels. However, the specific mechanisms of astrocytic Ca2+ excitability and how this process could contribute to CNS functioning are still unclear. The S100B secretion could be an example of cellular communication, as well as biomarker for diverse diseases. S100B is calcium binding protein, produced and secreted mainly by astrocytes. Our group has already demonstrated the relevance of various neuronal systems mediating the S100B secretion. Another astrocytic form of communication could be the release of gliotransmitters and the acute influence at synaptic transmission. The aim of this thesis was to investigate whether cholinergic system activation could modulate S100B secretion in primary astrocytes cultures. Moreover, we investigated the optogenetic properties as a tool for gliotransmission studies in hippocampal slices. The astrocytes cultures were treated with acetylcolinesterase inhibitors (huperzine-A and tacrine), agonists (acetylthiocholine, nicotine and carbachol) and antagonists (mecamylamine and scopolamine) for 1 and 24h. The optogenetic studies were conducted, firstly, from the cre/lox characterization of protein expression, selectively for astrocytes, by immunohistochemistry. The first study results showed that huperzine-A increased S100B secretion, as well as nicotine; in the second study, we have discussed the main methodological limitations concerning the protein specificity and astrocytes physiology changes. These results raise the importance of astrocytes functions investigations, especially S100B secretion, contributing for the first time to the understanding of astrocytes excitability likely trough nicotinic system activation. In addition, it is worthy to note that new methodologies are relevant and can help us in a better description of astrocytes role during synaptic activity and brain functioning.

Uma das principais dificuldades enfrentadas na dependência à cocaína está relacionada aos sintomas de abstinência, como ansiedade, desejo e irritabilidade. Estes efeitos podem durar meses ou anos após a interrupção do consumo prolongado, fazendo com que o indivíduo volte a procurá-la. Os efeitos recompensadores da cocaína levam a alterações neurobiológicas do sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, que se origina na área tegmental ventral e se projeta para o núcleo accumbens, e córtex pré-frontal, áreas intimamente ligadas ao desenvolvimento da dependência. Esses neurônios dopaminérgicos recebem estímulos dos neurônios colinérgicos que contribuem para os aspectos cognitivos da dependência. Devido à complexidade neurobilógica envolvida durante a abstinência, pouco se sabe sobre as alterações no sistema colinérgico muscarínico durante este período no encéfalo, objetivo deste estudo. Para tal, camundongos machos adultos Swiss-Webster foram submetidos à cocaína em padrão agudo em binge (3×30 mg/kg/dia) e cronicamente por escalonamento de dose em binge por 14 dias (3×15 mg/kg/dia nos dias 1-4; 3×20 mg/kg/dia nos dias 5-8; 3×25 mg/kg/dia nos dias 9-12; e 3×30 mg/kg/dia nos dias 13 e 14). A atividade locomotora de cada animal foi avaliada em campo aberto (CA), onde permaneceram no aparato por 60 minutos entre cada administração. Após o período de exposição os animais permaneceram 14 dias em abstinência, a fim de avaliar a ansiedade no labirinto em cruz elevado (LCE). Em seguida os animais foram eutaniasiados, sendo o córtex pré-frontal (CPF), o estriado e o hipocampo dissecados e armazenados a -80ºC para a análise dos receptores dopaminérgicos D1 e D2, receptores colinérgicos muscarínicos M1, M2, M3, M4 e M5 (mAChRs) e moléculas colinérgicas (acetilcolinesterase, AChE; colina acetiltransferase, ChAT e transportador vesicular de acetilcolina, VAChT) por Western Blotting (n=6). Os resultados comportamentais mostraram maior atividade locomotora nos animais tratados com cocaína no tratamento agudo ou crônico, quando comparado ao basal. Mais ainda, a sensibilização comportamental foi detectada a partir do segundo dia de administração de cocaína. No teste de LCE, realizado 14 dias após a interrupção da administração de cocaína, não foi observada diferença estatística entre os animais previamente expostos à cocaína e grupo controle. No CPF observou-se diminuição de D2R, M1 mAChRs e aumento M2 e M4 mAChRs no tratamento agudo; no tratamento crônico houve diminuição de M1 e M5 mAChRs e ChAT. No estriado observou-se aumento de D1R, M1 e M2 mAChRs, ChAT no tratamento agudo; e aumento D1R, VAChT, ChAT e diminuição D2R, M1 e M2 mAChRs no tratamento crônico. Já no hipocampo observou-se aumento de D1R, D2R, M2 mAChRs, VAChT e diminuição M1 mAChRs no tratamento agudo; e aumento de D1R, VAChT e diminuição D2R, M1 mAChRs no tratamento crônico. Nossos resultados mostram envolvimento de processo de neuroplasticidade, tanto no sistema dopaminérgico quanto no colinérgico muscarínico, em ambos os protocolos utilizados, mesmo após 14 dias de abstinência. / Una de las dificultades enfrentadas en la dependencia de cocaína son los síntomas de abstinencia, como ansiedad, deseo y irritabilidad. Estos efectos pueden durar meses o años después de la interrupción del consumo prolongado, haciendo que el individuo vuelva a consumirlo. Los efectos recompensadores de la cocaína causa alteraciones neurobiológicas del sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, que se origina en el área tegmental ventral y se proyecta hacia el núcleo accumbens y córtex pré-frontal, áreas íntimamente ligadas al desenvolvimiento de la dependencia. Esas neuronas dopaminérgicas reciben estímulos de neuronas colinérgicas la cual contribuyen para los aspectos cognitivos de la dependencia. Debido a la complejidad neurobiológica involucrada durante la abstinencia, poco se sabe sobre las alteraciones del sistema colinérgico muscarínico durante este periodo en el encéfalo, objetivo de este estudio. Por tanto, ratones adultos macho Swiss-Webster fueron sometidos a cocaína en dosis padrón agudo en binge (3×30 mg/kg/día) y crónicamente por escalonamiento de dosis en binge por 14 días (3×15 mg/kg/día en los días 1-4; 3×20 mg/kg/día en los días 5-8; 3×25 mg/kg/día en los días 9-12; y 3×30 mg/kg/día en los días 13 e 14). La actividad locomotora de cada animal fue evaluada en el test de campo abierto (CA), donde permanecieron por 60 minutos entre cada administración. Después del periodo de exposición los animales permanecieron 14 días de abstinencia, a fin de evaluar la ansiedad en el labirinto de cruz elevado (LCE). En seguida los animales fueron eutanasiados, donde el córtex pré-frontal (CPF), estriado y hipocampo fueron disecados y almacenados a -80ºC para analizar los receptores dopaminérgicos D1 e D2, receptores colinérgicos muscarínicos M1, M2, M3, M4 y M5 (mAChRs) y moléculas colinérgicas (acetilcolinesterasa, AChE; colina acetiltransferasa, ChAT y transportador vesicular de acetilcolina, VAChT) por Western Blotting (n=6). Los resultados comportamentales mostraron mayor actividad locomotora en los animales tratados con cocaína en tratamiento agudo y crónico, comparado al control. Por otra parte, la sensibilización comportamental fue detectado a partir de segundo día de administración de cocaína. En la prueba de LCE, realizado después de 14 días de interrupción de la administración de cocaína, no fue observado diferencia estadística entre los animales previamente expuestos a la cocaína y el grupo control. En CPF se observó disminución de D2R, M1 mAChRs y aumento de M2 y M4 mAChRs en tratamiento agudo; en el tratamiento crónico mostro disminución de M1 y M5 mAChRs y ChAT. En el estriado se observó aumento de D1R, M1 y M2 mAChRs, ChAT en el tratamiento agudo; aumento D1R, VAChT, ChAT y disminución de D2R, M1 y M2 mAChRs en el tratamiento crónico. Por último, en el hipocampo se observó aumento de D1R, D2R, M2 mAChRs, VAChT y disminución M1 mAChRs en el tratamiento agudo; aumento de D1R, VAChT y disminución D2R, M1 mAChRs en el tratamiento crónico. Nuestros resultados muestran envolvimiento de procesos de neuroplasticidad, tanto en el sistema dopaminérgico como el sistema colinérgico muscarínico, en ambos protocolos utilizados, después de 14 días de abstinencia.

Uma das principais dificuldades enfrentadas na dependência à cocaína está relacionada aos sintomas de abstinência, como ansiedade, desejo e irritabilidade. Estes efeitos podem durar meses ou anos após a interrupção do consumo prolongado, fazendo com que o indivíduo volte a procurá-la. Os efeitos recompensadores da cocaína levam a alterações neurobiológicas do sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, que se origina na área tegmental ventral e se projeta para o núcleo accumbens, e córtex pré-frontal, áreas intimamente ligadas ao desenvolvimento da dependência. Esses neurônios dopaminérgicos recebem estímulos dos neurônios colinérgicos que contribuem para os aspectos cognitivos da dependência. Devido à complexidade neurobilógica envolvida durante a abstinência, pouco se sabe sobre as alterações no sistema colinérgico muscarínico durante este período no encéfalo, objetivo deste estudo. Para tal, camundongos machos adultos Swiss-Webster foram submetidos à cocaína em padrão agudo em binge (3×30 mg/kg/dia) e cronicamente por escalonamento de dose em binge por 14 dias (3×15 mg/kg/dia nos dias 1-4; 3×20 mg/kg/dia nos dias 5-8; 3×25 mg/kg/dia nos dias 9-12; e 3×30 mg/kg/dia nos dias 13 e 14). A atividade locomotora de cada animal foi avaliada em campo aberto (CA), onde permaneceram no aparato por 60 minutos entre cada administração. Após o período de exposição os animais permaneceram 14 dias em abstinência, a fim de avaliar a ansiedade no labirinto em cruz elevado (LCE). Em seguida os animais foram eutaniasiados, sendo o córtex pré-frontal (CPF), o estriado e o hipocampo dissecados e armazenados a -80ºC para a análise dos receptores dopaminérgicos D1 e D2, receptores colinérgicos muscarínicos M1, M2, M3, M4 e M5 (mAChRs) e moléculas colinérgicas (acetilcolinesterase, AChE; colina acetiltransferase, ChAT e transportador vesicular de acetilcolina, VAChT) por Western Blotting (n=6). Os resultados comportamentais mostraram maior atividade locomotora nos animais tratados com cocaína no tratamento agudo ou crônico, quando comparado ao basal. Mais ainda, a sensibilização comportamental foi detectada a partir do segundo dia de administração de cocaína. No teste de LCE, realizado 14 dias após a interrupção da administração de cocaína, não foi observada diferença estatística entre os animais previamente expostos à cocaína e grupo controle. No CPF observou-se diminuição de D2R, M1 mAChRs e aumento M2 e M4 mAChRs no tratamento agudo; no tratamento crônico houve diminuição de M1 e M5 mAChRs e ChAT. No estriado observou-se aumento de D1R, M1 e M2 mAChRs, ChAT no tratamento agudo; e aumento D1R, VAChT, ChAT e diminuição D2R, M1 e M2 mAChRs no tratamento crônico. Já no hipocampo observou-se aumento de D1R, D2R, M2 mAChRs, VAChT e diminuição M1 mAChRs no tratamento agudo; e aumento de D1R, VAChT e diminuição D2R, M1 mAChRs no tratamento crônico. Nossos resultados mostram envolvimento de processo de neuroplasticidade, tanto no sistema dopaminérgico quanto no colinérgico muscarínico, em ambos os protocolos utilizados, mesmo após 14 dias de abstinência. / Una de las dificultades enfrentadas en la dependencia de cocaína son los síntomas de abstinencia, como ansiedad, deseo y irritabilidad. Estos efectos pueden durar meses o años después de la interrupción del consumo prolongado, haciendo que el individuo vuelva a consumirlo. Los efectos recompensadores de la cocaína causa alteraciones neurobiológicas del sistema mesocorticolímbico dopaminérgico, que se origina en el área tegmental ventral y se proyecta hacia el núcleo accumbens y córtex pré-frontal, áreas íntimamente ligadas al desenvolvimiento de la dependencia. Esas neuronas dopaminérgicas reciben estímulos de neuronas colinérgicas la cual contribuyen para los aspectos cognitivos de la dependencia. Debido a la complejidad neurobiológica involucrada durante la abstinencia, poco se sabe sobre las alteraciones del sistema colinérgico muscarínico durante este periodo en el encéfalo, objetivo de este estudio. Por tanto, ratones adultos macho Swiss-Webster fueron sometidos a cocaína en dosis padrón agudo en binge (3×30 mg/kg/día) y crónicamente por escalonamiento de dosis en binge por 14 días (3×15 mg/kg/día en los días 1-4; 3×20 mg/kg/día en los días 5-8; 3×25 mg/kg/día en los días 9-12; y 3×30 mg/kg/día en los días 13 e 14). La actividad locomotora de cada animal fue evaluada en el test de campo abierto (CA), donde permanecieron por 60 minutos entre cada administración. Después del periodo de exposición los animales permanecieron 14 días de abstinencia, a fin de evaluar la ansiedad en el labirinto de cruz elevado (LCE). En seguida los animales fueron eutanasiados, donde el córtex pré-frontal (CPF), estriado y hipocampo fueron disecados y almacenados a -80ºC para analizar los receptores dopaminérgicos D1 e D2, receptores colinérgicos muscarínicos M1, M2, M3, M4 y M5 (mAChRs) y moléculas colinérgicas (acetilcolinesterasa, AChE; colina acetiltransferasa, ChAT y transportador vesicular de acetilcolina, VAChT) por Western Blotting (n=6). Los resultados comportamentales mostraron mayor actividad locomotora en los animales tratados con cocaína en tratamiento agudo y crónico, comparado al control. Por otra parte, la sensibilización comportamental fue detectado a partir de segundo día de administración de cocaína. En la prueba de LCE, realizado después de 14 días de interrupción de la administración de cocaína, no fue observado diferencia estadística entre los animales previamente expuestos a la cocaína y el grupo control. En CPF se observó disminución de D2R, M1 mAChRs y aumento de M2 y M4 mAChRs en tratamiento agudo; en el tratamiento crónico mostro disminución de M1 y M5 mAChRs y ChAT. En el estriado se observó aumento de D1R, M1 y M2 mAChRs, ChAT en el tratamiento agudo; aumento D1R, VAChT, ChAT y disminución de D2R, M1 y M2 mAChRs en el tratamiento crónico. Por último, en el hipocampo se observó aumento de D1R, D2R, M2 mAChRs, VAChT y disminución M1 mAChRs en el tratamiento agudo; aumento de D1R, VAChT y disminución D2R, M1 mAChRs en el tratamiento crónico. Nuestros resultados muestran envolvimiento de procesos de neuroplasticidad, tanto en el sistema dopaminérgico como el sistema colinérgico muscarínico, en ambos protocolos utilizados, después de 14 días de abstinencia.

Introdução: Os pacientes com bronquiolite obliterante (BO) costumam apresentar acometimento importante da função pulmonar que resulta em hipoxemia crônica e limitação da atividade física. Não há terapêutica de grande eficácia na BO, a resposta aos broncodilatadores costuma ser pobre, entretanto, não se conhece a resposta broncodilatadora a um agente anticolinérgico de longa ação como o brometo de tiotrópio (BT). Já se demonstrou eficácia e segurança do BT em adultos com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) com resposta broncodilatadora significativa e sustentada em dose única diária. Objetivo: Avaliar se existe melhora do grau de obstrução brônquica e do aprisionamento aéreo, através de medidas funcionais, após o uso de dose única de brometo de tiotrópio por via inalatória comparado a placebo em crianças e adolescentes com BO. Métodos: Ensaio clínico prospectivo, duplo cego, randomizado, placebocontrolado e cruzado em pacientes com BO estáveis na faixa etária de 6 a 16 anos. Espirometrias e pletismografias foram realizadas antes e aos 30, 60, 120, 180 minutos e 24 horas após a inalação de 18 mcg de tiotrópio ou placebo. Após 7-14 dias, os medicamentos foram invertidos e os procedimentos repetidos. As mudanças nos parâmetros de função pulmonar em cada momento foram comparadas com o basal através da análise de variância (ANOVA) e pós-teste de Tukey e as diferenças entre todos os momentos versus o basal nos grupos tiotrópio versus placebo foram comparados usando o teste de Friedman. Resultados: Trinta pacientes participaram do estudo (23 do sexo masculino, 7 do feminino; idade 10,9±2,8a ), com valores basais de função pulmonar (% do previsto) de CVF, VEF1, VEF1/CVF, FEF25-75%, CI, CPT, VR, VR/CPT, resistência das vias aéreas (raw) e condutância (sGaw) de 75±15, 48±14, 59±11, 22±11, 64±23, 120±19, 281±101, 49±13, 250±65 e 23±9, respectivamente. Diferenças estatisticamente significantes foram observadas após inalação do tiotrópio nos seguintes parâmetros comparados ao tempo basal: CVF em 60/120/180 min/24h, VEF1 em 30/60/120/180min, VEF1/CVF em 60/120/180min, FEF25- 75% em 60/120/180min, VR em 30/60/120/180min, CPT em 30/120/180min, VR/CPT em 30/60/120/180min, raw em 30/60/120/180min/24h e sGaw em 30/60/120/180min/24h. Na fase placebo não houve diferença estatisticamente significante em nenhum parâmetro funcional em nenhum momento após a administração. As diferenças entre as medidas funcionais comparando o grupo tiotrópio versus o grupo placebo foram estatisticamente significantes. Conclusões: O brometo de tiotrópio, após dose única, diminuiu agudamente o grau de obstrução e de aprisionamento aéreo por até 24 horas em crianças com BO. Estudos de longo prazo são necessários para se avaliar o papel do BT na terapêutica desses pacientes / Introduction: Patients with bronchiolitis obliterans (BO) usually have severe airflow obstruction that results in chronic hypoxemia and limitation of physical activity. There is no efficient therapy for BO, bronchodilator response is usually poor, however, the bronchodilator response to a long action anticholinergic agent such as tiotropium bromide (TB) is not known. Efficacy and safety of TB with one daily administration has already been shown in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) with significant and sustained bronchodilator response. Objective: Verify through functional measurements whether the level of bronchial obstruction and air trapping was improved by the administration of a single dose of TB by inhalation when compared to placebo in children and adolescents with BO. Methods: A randomized, double blind, placebo-controlled, crossover, prospective study in stable BO patients, 6 to 16 years of age. Spirometry and plethysmography were performed before and at 30, 60, 120 and 180 minutes and 24 hours after inhalation of 18 mcg of tiotropium or a placebo. After 7-14 days, the drugs were inverted, and the procedures were repeated. The changes in lung function parameters at each time point were compared to the baseline by analysis of variance (ANOVA) and Tukey\'s post-test and the differences in all time points assessment versus baseline in tiotropium versus placebo groups were compared using the Friedman test. Results: Thirty patients were enrolled in the study (23 male, 7 female; age 10.9±2.8 y) with baseline lung function values (% predicted) of FVC, FEV1, FEV1/FVC, FEF25-75%, IC, TLC, RV, RV/TLC, airway resistance (raw) and conductance (sGaw) of 75±15, 48±14, 59±11, 22±11, 64±23, 120±19, 281±101, 49±13, 250±65 and 23±9, respectively. Statistically significant differences were observed after tiotropium inhalation in the following parameters compared to baseline: FVC at 60/120/180min/24h, FEV1 at 30/60/120/180min, FEV1/FVC at 60/120/180min, FEF25-75% at 60/120/180min, RV at 30/60/120/180min, TLC at 30/120/180min, RV/TLC at 30/60/120/180min, raw at 30/60/120/180min/24h and sGaw at 30/60/120/180min/24h. For the placebo group, no significant differences were observed in any lung function parameters at any time. The differences between the functional measurements comparing the tiotropium versus placebo groups were statistically significant. Conclusions: Tiotropium bromide, after a single dose, acutely decreased airway obstruction and air trapping for up to 24 hours in children with BO. Long-term studies are necessary to evaluate the role of BT in the management of these patients