A oclusão permanente e bilateral das artérias carótidas comuns (2VO), resultando em uma significante redução do fluxo sangüíneo cerebral (hipoperfusão) em ratos, é aceita como um modelo experimental bem estabelecido para investigar dano neuronal e déficit cognitivo que ocorrre com o envelhecimento e na doença de Alzheimer. Neste estudo foram avaliadas duas proteínas gliais: S100B e proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no tecido cortical cerebral e hipocampo, bem como a S100B no fluído cerebroespinal, e captação de glutamato e a atividade da glutamina sintetase em hipocampo. A cognição foi avaliada através dos protocolos espaciais de memória de referência e de trabalho. O conteúdo de S100B periférico, particularmente no soro e no fluído cerebroespinal (CSF), tem sido usado como parâmetro de ativação glial em diversas condições patológicas. Preliminarmente, investigamos o efeito de anestésicos (tiopental, cetamina e halotano) no conteúdo de S100B no CSF e soro, isto porque alguns estudos têm sugerido um efeito prejudicial desses compostos. Além disso, foi investigado também o possível efeito dependente do sexo sobre o conteúdo de S100B no CSF, já que vários estudos têm sugerido os astrócitos como um dos alvos do estrogênio. Altos níveis de S100B no CSF foram encontrados em ratos anestesiados com tiopental; estes níveis, independente do anestésico, foram sexo-dependentes. Ratos adultos, machos Wistar foram submetidos a 10 semanas de hipoperfusão cerebral crônica após o método 2VO. Um significante aumento da S100B e GFAP em hipocampo foi observado, como também uma significante redução da captação de glutamato. Entretanto, observamos uma diminuição da S100B no CSF. Com relação à função cognitiva, houve um déficit tanto na memória espacial de referência como na de trabalho no labirinto aquático. Nossos dados reforçam a hipótese de que astrócitos têm um papel crucial nos mecanismos das patologias neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, e que a patologia hipocampal resultante da hipoperfusão crônica contribui para os déficits de memória. / The permanent occlusion of common carotid arteries (2VO), resulting in a significant reduction in cerebral blood flow (hypoperfusion) in rats, is accepted as a well established experimental model to investigate neuronal damage and cognitive impairment that occurs in human ageing and Alzheimer's disease. In the present study, we evaluated two astroglial proteins: S100B and glial fibrillary acidic protein (GFAP) in cerebral cortex and hippocampus tissue, as well S100B in cerebrospinal fluid, and glutamate uptake and glutamine synthetase activity in hippocampus tissue. Cognition was assessed by reference and working spatial memory protocols. Peripheral S100B content, particularly in serum and cerebrospinal fluid (CSF), has been used as a parameter of glial activation in several pathological conditions. Preliminary we investigated the effect of anesthetics (thiopental, ketamine and halothane) on CSF S100B levels since some studies have suggested a damage effect of these compounds. Moreover, we investigated a possible gender dependence on CSF S100B, since several studies have suggested astrocytes as putative targets for estrogen. Higher levels of CSF S100B were found when rats were anaesthetized with thiopental; these levels, independently of anesthetic, were gender dependent. Adult male Wistar rats were submitted to 10 weeks of chronic cerebral hypoperfusion after the 2VO method. A significant increase of S100B and GFAP in hippocampus tissue was observed, as well a significant decrease in glutamate uptake. Interestingly, we observed a decrease in S100B in cerebrospinal fluid. As for cognitive function, there was an impairment of both reference and working spatial memory in the water maze. Our data so support the hypothesis that astrocytes play a crucial role in the mechanisms of neurodegenerative disorders, like Alzheimer's disease, and that hippocampal pathology arising after chronic hypoperfusion gives rise to memory deficits.

A homocisteína é um aminoácido sulfurado derivado do metabolismo da metionina. Quando os níveis plasmáticos de homocisteína ultrapassam 10-15 μM, tem-se uma condição conhecida como hiperhomocisteinemia, a qual pode ser classificada em leve (>10 μM), moderada (>30 μM) ou severa (>100 μM). A hiperhomocisteinemia leve não tem origem genética, sendo considerada um fator de risco para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas e vasculares, incluindo isquemia cerebral e cardíaca. Nosso grupo de pesquisa desenvolveu um modelo químico induzido de hiperhomocisteinemia leve crônica em ratos adultos jovens e, usando esse modelo foi mostrado que existe associação entre essa condição e alterações em parâmetros de inflamação e estresse oxidativo/nitrativo em tecido cerebral. O objetivo do presente estudo foi avaliar se o ácido acetilsalicílico tem papel neuroprotetor no efeito da homocisteína sobre os níveis de interleucinas IL-1β e IL-6, atividade e imunoconteúdo da acetilcolinesterase, biodisponibilidade de óxido nítrico, atividade e imunoconteúdo das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e catalase, conteúdo de sulfidrilas e índice de dano ao DNA. Também realizamos análise morfológica por microscopia eletrônica de transmissão em córtex cerebral de ratos submetidos ao modelo. Ratos Wistar receberam homocisteína (0,03 μmol/g de peso corporal) por injeções subcutâneas duas vezes ao dia e ácido acetilsalicílico (25 mg/Kg de peso corporal) por injeções intraperitoneais uma vez ao dia, do dia 30 ao 60º dia pós-parto Ratos controles receberam o mesmo volume da solução veículo. Doze horas após a última injeção, alguns animais foram decapitados para posteriores análises bioquímicas, e outros animais foram perfundidos para posterior análise morfológica. Os resultados mostraram que os ratos submetidos à hiperhomocisteinemia leve apresentaram aumento significativo dos níveis de IL-1β, IL-6 e da atividade da acetilcolinesterase, bem como níveis reduzidos de nitritos. A homocisteína também diminuiu as atividades da superóxido dismutase e catalase, bem como o imunoconteúdo da catalase. Danos às proteínas e DNA, assim como alterações ultraestruturais também foram observadas no córtex cerebral dos animais hiperhomocisteinêmicos. O ácido acetilsalicílico preveniu totalmente o efeito da homocisteína sobre a atividade da acetilcolinesterase, atividade e imunoconteúdo da catalase, e alterações ultraestruturais. As alterações nos níveis de IL-1β, atividade de superóxido dismutase, conteúdo de sulfidrilas e dano ao DNA foram parcialmente prevenidas pelo ácido acetilsalicílico. Nossos achados mostraram que o modelo induzido quimicamente de hiperhomocisteinemia leve alterou alguns parâmetros inflamatórios, oxidativos/nitrativos e morfológicos. Nossos resultados também sugerem que o ácido acetilsalicílico desempenha um papel neuroprotetor nas condições apresentadas, pois preveniu a maior parte dessas alterações. Porém, a administração crônica do ácido acetilsalícico também apresentou efeito per se significativo de dano ao DNA, o qual deve ser melhor elucidado em estudos posteriores. / Homocysteine is a sulfur amino acid derived from methionine metabolism. When plasma homocysteine levels exceed 10-15 μM, there is a condition known as hyperhomocysteinemia, which can be classified as mild (>10 μM), moderate (>30 μM), or severe (>100 μM). Mild hyperhomocysteinemia does not have genetic origin and it is considered a risk factor for the development of neurodegenerative and vascular diseases, including cerebral and cardiac ischemia. Our research group has developed an induced chemical model of chronic mild hyperhomocysteinemia in young adult rats and using this model, it has been shown an association between this condition and changes in parameters of inflammation and oxidative/nitrative stress in brain tissue. The objective of the present study was to evaluate if acetylsalicylic acid has a neuroprotective role in the effect of homocysteine on IL-1β and IL-6 interleukin levels, acetylcholinesterase activity and immunocontent, nitric oxide bioavailability, activity and immunocontent of antioxidant enzymes superoxide dismutase and catalase, sulfhydryl content and DNA damage index. We also performed morphological analysis by transmission electron microscopy in the cerebral cortex of rats submitted to the model. Wistar male rats received homocysteine (0.03 μmol/g of body weight) by subcutaneous injections twice a day and acetylsalicylic acid (25 mg/Kg of body weight) by intraperitoneal injections once a day from the 30th to the 60th postpartum day Control rats received the same volume of vehicle solution. Twelve hours after the last injection, some animals were decapitated for subsequent biochemical analyzes, and other animals were perfused for subsequent morphological analysis. The results showed that rats submitted to mild hyperhomocysteinemia significantly increased levels of IL-1β, IL-6, acetylcholinesterase activity and reduced nitrite levels. Homocysteine also decreased the activities of superoxide dismutase and catalase, as well as catalase's immunocontent. Damage to proteins and DNA as well as ultrastructural changes were also observed in the cerebral cortex of hyperhomocysteinemic animals. Acetylsalicylic acid totally prevented the effect of homocysteine on acetylcholinesterase activity, catalase activity and immunocontent, and ultrastructural changes. Alterations in IL-1β levels, superoxide dismutase activity, sulfhydryl content and DNA damage were partially prevented by acetylsalicylic acid. Our findings showed that the chemically induced model of mild hyperhomocysteinemia altered some inflammatory, oxidative/nitrative and morphological parameters. Our results also suggest that acetylsalicylic acid plays a neuroprotective role in the conditions presented, as it prevented most of these changes. However, chronic administration of acetylsalicylic acid also had a significant effect of DNA damage, which should be better elucidated in later studies.

Introdução: A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (DMJ/SCA3), é de inicio na vida adulta, uma doença neurodegenerativa autossômica dominante causada por uma expansão CAG no gene ATXN3. A DMJ/SCA3 pertence ao grupo de doenças chamado de poliglutaminopatias (PoliQ). A redução do risco de câncer em indivíduos com PolyQ tais como a doença de Huntington foi previamente relatada em um população diferente. Nenhum estudo buscando essa associação em DMJ/SCA3 já foi realizada.Objetivos: comparar os 15 anos de incidência cumulativa de câncer (ICC) e a proporção de câncer como causa de morte em portadores de DMJ/SCA3 sintomáticos observados e nos controles. Métodos: Indivíduos com DMJ/SCA3 pertencentes ao Rio Grande do Sul em uma coorte de 2000 a 2015 foram identificados. Entrevistas estruturadas foram feitas com indivíduos afetados e com controles não relacionados. A CIC conforme publicado pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA), do Brasil, foi usado como um controle populacional. As causas de morte entre as famílias com DMJ/SCA3 e controles não relacionados pareados também foram obtidos pelo Sistema de Informações sobre Mortalidade Pública. Foram entrevistados 154 pacientes com DMJ/SCA3 e 80 controles não relacionados: Resultados: A CIC foi de 7/154 (4,5%) e 5/80 (6,3%) entre DMJ/SCA3 e nos indivíduos controles não relacionados, respectivamente. Para obter uma redução do risco absoluto de 1,8 entre os casos e controles, seriam necessários 1.938 indivíduos por grupo para detectar uma diferença significativa entre os grupos. A população total de sintomáticos com DMJ/SCA3 igualou-se a 625 indivíduos em 2015, esse estudo foi interrompido. O câncer foi a causa da morte em 9/101 (8,9%) DMJ/SCA3 e em 52/202 (26,2%) controles, com uma redução do risco absoluto de 17,3% no grupo DMJ/SCA3 (χ² = 12,421; p = 0,001 ; OR 0,27, IC 95% 0,13-0,58). Indivíduos com DMJ/SCA3 que morreram de câncer eram mais velhos e tinham uma menor CAGexp que os casos que faleceram de outras causas.Discussão: Devido à raridade da DMJ/SCA3, estudos de CIC em indivíduos vivos com poder estatístico são inviáveis. No entanto, uma redução significativa de câncer como uma causa de morte foi detectada em DMJ/SCA3. Estes dados confirmam a associação de polyQ com proteção contra o câncer e sugerem que polyQ de fato são doenças de multissistemas. / Introduction: Machado-Joseph disease, also known as Spinocerebellar Ataxia type 3 (MJD/SCA3), is an adult-onset autosomal dominant neurodegenerative disease caused by an expanded CAG repeat in the ATXN3 gene. MJD/SCA3 belongs to the so-called group of polyglutamine disorders (PolyQ). Reduced risk of câncer in individuals with PolyQ such as Huntington disease was previously reported in different population. No study searching for this association in MJD/SCA3 was already performed. Objectives: We aimed to compare the 15 years cumulative incidence of câncer (ICC) and the proportion of câncer as a cause of death in symptomatic SCA3/MJD carriers with those observed in controls. Methods: SCA3/MJD individuals belonging to the Rio Grande do Sul cohort from 2000 to 2015 were identified. A structured interview was done with affected individuals and with unrelated controls. CIC as published by the National Institute of Câncer (INCA), Brazil, was used as a population control. Causes of death among SCA3/MJD families and paired unrelated controls were also obtained from the Public Information System on Mortality. Results: 154 SCA3/MJD patients and 80 unrelated controls were interviewed. CIC were 7/154 (4.5%) and 5/80 (6.3%) among SCA3/MJD and unrelated control individuals, respectively. For an absolute risk reduction of 1.8 between cases and controls, 1,938 individuals per group would be needed to detect a significant difference between groups. Since the total symptomatic SCA3/MJD population equaled 625 individuals in 2015, this study was interrupted. Câncer was a cause of death in 9/101 (8.9%) SCA3/MJD and in 52/202 (26.2%) controls, with an absolute reduction risk of 17.3% in the SCA3/MJD group (χ²=12.421; p=0.001; OR 0.27, IC95% 0.13 to 0.58). SCA3/MJD individuals who died from câncer were older and carried shorter CAGexp than those SCA3/MJD cases who died from other causes. Discussion: Due to the rarity of SCA3/MJD, CIC studies in living individuals with statistical power are unfeasible. However, a significant reduction of câncer as a cause of death was detected in SCA3/MJD. This data confirm the association of PolyQ with protection against câncer and suggest that PolyQ are indeed multisystem disorders.

A principal forma de tratamento da doença de Alzheimer é através de inibidores sintéticos de acetilcolinesterase. Os inibidores existentes no mercado além, de terem um custo elevado e apresentarem efeitos colaterais não previnem ou curam a doença de Alzheimer, apenas retardam o seu desenvolvimento. A baixa efetividade dos tratamentos existentes e a ausência de prognóstico positivo impulsionaram no mercado uma demanda por novas formas de tratamento e/ou prevenção da doença. Neste cenário, investigar a atividade anticolinesterásica em pimentas do reino e pimenta rosa, bem como seu potencial antioxidante e composição fitoquímica são maneiras de promover tanto o conhecimento sobre estas especiarias como beneficiar o panorama de saúde pública, seja no combate a doença de Alzheimer e/ou outras pandemias existentes. Com o objetivo de avaliar o potencial destas especiarias, extratos metanólicos de pimenta preta, verde, branca e rosa foram avaliados segundo o teor de fenólicos totais, atividade antioxidante pelo método DPPH, ABTS e FRAP e atividade anticolinesterásica. Posteriormente o perfil metabolômico dos grãos e extratos de pimenta foi analisado por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa. As amostras foram ionizadas por -eletrospray? operando em modo negativo e positivo. O extrato de pimenta rosa apresentou o maior teor de compostos fenólicos totais e a melhor atividade antioxidante e anticolinesterásica em comparação aos demais extratos. Dentre as pimentas do reino, a pimenta verde destacou-se com os maiores teores de compostos fenólicos e atividade antioxidante pelo método DPPH e ABTS. Já a pimenta preta mostrou os melhores resultados para as análises de atividade anticolinesterásica e atividade antioxidante pelo método FRAP. Quanto ao perfil metabolômico as amostras de pimenta foram significativamente distintas entre si. Os espectros obtidos para as amostras de grãos de pimenta foram mais ricos em metabólitos em relação às amostras de extrato em ambos os modos operacionais. O processamento das pimentas do reino induziu modificações quantitativas e qualitativas sobre a composição fitoquímica deste condimento. A pimenta rosa não apresentou nenhum possível metabólito com alto potencial discriminatório, dentre os 15 íons investigados. Em modo operacional negativo, os metabólitos presentes no extrato de pimenta verde, exceto íon de m/z 329,2081, foram responsáveis por todas as contribuições mais significativas entre os perfis metabolômicos gerados. A partir dos resultados obtidos no presente trabalho é possível afirmar que a pimenta rosa apresenta o maior potencial na redução de risco da doença de Alzheimer, dentre as pimentas investigadas. / Synthetic inhibitors of cholinesterase are the main drugs used in the treatment for Alzheimer\'s disease and besides the high cost and side effects, the current drugs available in the market do not prevent or cure Alzheimer, only retard its development. The absence of positive prognosis and limited effectiveness of existing drugs enhance the demand for new forms of the disease\'s treatment and/or prevention. In this scenario, investigating Piper nigrum and Schinus terebinthifolius peppercorns for its acetylcholinesterase and antioxidant activity, as well as its phytochemical composition, are ways to promote both knowledge about these spices and the perspective of health, either in combat of Alzheimer\'s disease and/or other existing pandemics. In order to evaluate the potential of these spices, black, green, white and pink peppers methanolic extracts were evaluated according to the total phenolic content, antioxidant activity by DPPH, ABTS and FRAP assay and anticholinesterase activity. Subsequently the metabolomic profile of the extracts and peppercorns were analyzed by mass spectrometry coupled to liquid chromatography. Samples were ionized by electrospray operating in negative and positive modes. The pink pepper (Schinus terebinthifolius) extract showed the highest content of total phenolic compounds and the best antioxidant and anticholinesterase activity compared to the other extracts. Among Piper nigrum peppercorns, green pepper stood out as the highest levels of phenolic compounds and antioxidant activity by DPPH and ABTS methods. Black pepper obtained the best results for the analysis of acetylcholinesterase activity and antioxidant activity by FRAP method. Regarding the metabolomic profiles, pepper samples are significantly different from each other. The spectrum obtained for peppercorn\'s samples were richer in metabolites compared to extract\'s samples in both operating modes. The processing induced quantitative and qualitative changes on the phytochemical composition of the peppercorns. The pink pepper did not show any possible metabolite with high discriminatory potential, of the 15 ions investigated. In the negative operating mode, the metabolites present in the extracts of green pepper, excluding m/z 329.2081 ion, were responsible for all of the most significant contributions between metabolomic profiles generated. From the results obtained in this study it is possible to affirm that pink pepper has the greatest potential to reduce Alzheimer\'s disease risk, among peppers investigated.

A oclusão permanente e bilateral das artérias carótidas comuns (2VO), resultando em uma significante redução do fluxo sangüíneo cerebral (hipoperfusão) em ratos, é aceita como um modelo experimental bem estabelecido para investigar dano neuronal e déficit cognitivo que ocorrre com o envelhecimento e na doença de Alzheimer. Neste estudo foram avaliadas duas proteínas gliais: S100B e proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no tecido cortical cerebral e hipocampo, bem como a S100B no fluído cerebroespinal, e captação de glutamato e a atividade da glutamina sintetase em hipocampo. A cognição foi avaliada através dos protocolos espaciais de memória de referência e de trabalho. O conteúdo de S100B periférico, particularmente no soro e no fluído cerebroespinal (CSF), tem sido usado como parâmetro de ativação glial em diversas condições patológicas. Preliminarmente, investigamos o efeito de anestésicos (tiopental, cetamina e halotano) no conteúdo de S100B no CSF e soro, isto porque alguns estudos têm sugerido um efeito prejudicial desses compostos. Além disso, foi investigado também o possível efeito dependente do sexo sobre o conteúdo de S100B no CSF, já que vários estudos têm sugerido os astrócitos como um dos alvos do estrogênio. Altos níveis de S100B no CSF foram encontrados em ratos anestesiados com tiopental; estes níveis, independente do anestésico, foram sexo-dependentes. Ratos adultos, machos Wistar foram submetidos a 10 semanas de hipoperfusão cerebral crônica após o método 2VO. Um significante aumento da S100B e GFAP em hipocampo foi observado, como também uma significante redução da captação de glutamato. Entretanto, observamos uma diminuição da S100B no CSF. Com relação à função cognitiva, houve um déficit tanto na memória espacial de referência como na de trabalho no labirinto aquático. Nossos dados reforçam a hipótese de que astrócitos têm um papel crucial nos mecanismos das patologias neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, e que a patologia hipocampal resultante da hipoperfusão crônica contribui para os déficits de memória. / The permanent occlusion of common carotid arteries (2VO), resulting in a significant reduction in cerebral blood flow (hypoperfusion) in rats, is accepted as a well established experimental model to investigate neuronal damage and cognitive impairment that occurs in human ageing and Alzheimer's disease. In the present study, we evaluated two astroglial proteins: S100B and glial fibrillary acidic protein (GFAP) in cerebral cortex and hippocampus tissue, as well S100B in cerebrospinal fluid, and glutamate uptake and glutamine synthetase activity in hippocampus tissue. Cognition was assessed by reference and working spatial memory protocols. Peripheral S100B content, particularly in serum and cerebrospinal fluid (CSF), has been used as a parameter of glial activation in several pathological conditions. Preliminary we investigated the effect of anesthetics (thiopental, ketamine and halothane) on CSF S100B levels since some studies have suggested a damage effect of these compounds. Moreover, we investigated a possible gender dependence on CSF S100B, since several studies have suggested astrocytes as putative targets for estrogen. Higher levels of CSF S100B were found when rats were anaesthetized with thiopental; these levels, independently of anesthetic, were gender dependent. Adult male Wistar rats were submitted to 10 weeks of chronic cerebral hypoperfusion after the 2VO method. A significant increase of S100B and GFAP in hippocampus tissue was observed, as well a significant decrease in glutamate uptake. Interestingly, we observed a decrease in S100B in cerebrospinal fluid. As for cognitive function, there was an impairment of both reference and working spatial memory in the water maze. Our data so support the hypothesis that astrocytes play a crucial role in the mechanisms of neurodegenerative disorders, like Alzheimer's disease, and that hippocampal pathology arising after chronic hypoperfusion gives rise to memory deficits.

Os inibidores da enzima acetilcolinesterase constituem o principal tratamento da doença de Alzheimer e fontes de substâncias naturais com potencial anticolinesterásico vêm sendo amplamente estudadas. Dentre os frutos com benefícios para a saúde, a romã é evidenciada como excelente fonte de compostos antioxidantes, sendo que maior parte dos compostos se concentram em sua casca. Com base nisso, o objetivo desta pesquisa foi buscar novas substâncias naturais com potencial anticolinesterásico, através da avaliação de extratos de casca de romã. Quatro extratos com diferentes concentrações de etanol foram analisados quanto à atividade antioxidante, quantidade de compostos fenólicos, taninos e atividade anticolinesterásica. Do presente estudo foi constatado que a casca da romã apresentou elevada capacidade antioxidante, independente da concentração do solvente de extração empregado. O extrato formulado com 80% de etanol se destacou perante os demais pelo seu poder de inibição da acetilcolinesterase. Houve correlação negativa entre a atividade anticolinesterásica e a atividade antioxidante dos extratos. A atomização do extrato não acarretou mudanças em sua atividade anticolinesterásica e nem na sua capacidade antioxidante. Da mesma forma, a adição das micropartículas a um suco elaborado a partir de um preparado em pó não modificou suas características sensoriais. Diante do exposto, a elaboração de micropartículas de extrato de casca de romã constitui alternativa viável para a incorporação em diversos produtos, com a finalidade de prevenir ou reduzir risco da doença de Alzheimer. / The acetylcholinesterase inhibitors are the primary treatment of Alzheimer\'s disease and sources of natural substances with potential anticholinesterase have been widely studied. Among the fruits with health benefits, the pomegranate is evidenced as an excellent source of antioxidant compounds, and most compounds are concentrated in its peel. Based on this, the objective of this research was to find new substances with potential anticholinesterase, through the evaluation of pomegranate peel extracts. Four extracts with different concentrations of ethanol were analyzed for their antioxidant activity, amount of phenolic compounds, tannins and anticholinesterase activity. From this study it was found that pomegranate peel showed high antioxidant capacity, independent of the concentration of the solvent extraction employed. The extract formulated with 80% ethanol in relation to other stood out by his power of acetylcholinesterase inhibition. There was a negative correlation between acetylcholinesterase activity and antioxidant activity of the extracts. Microencapsulation of extract did not cause changes in their anticholinesterase activity and antioxidant capacity. The same way, the addition of microcapsules to a powder preparation for refreshment not changed their sensory characteristics. Given the above, the preparation of microcapsules of pomegranate peel extract is a viable alternative for incorporation into various products, in order to prevent or reduce risk of Alzheimer\'s disease.

Introdução. O transplante de células é possibilidade terapêutica promissora para muitas doenças neurológicas. Nos últimos anos, a possibilidade do isolamento de células-tronco dos tecidos adultos, por exemplo da medula-óssea, atrai a atenção da comunidade científica, estratégia que minimiza os problemas éticos relativos ao uso de tecido fetal para implantes visando ao tratamento de doenças neurológicas. Entretanto, a eficiência da transdiferenciação de células-tronco mesenquimais em neurônios, bem como os mecanismos envolvidos nesse processo, permanecem desconhecidos. A obtenção de neurônios maduros ocorreu somente em sistemas de co-cultura, o que induz a questão se a diferenciação representa um potencial das células per si, ou se é possível somente devido à fusão com neurônios maduros. Objetivos. No presente trabalho, pretendeu-se verificar o potencial de as células-tronco mesenquimais tornarem-se neurônios e esclarecer os possíveis mecanismos envolvidos nesse processo. Material e métodos. Células-tronco mesenquimais foram isoladas de 20 doadores voluntários normais e caracterizadas por análise de separação celular ativada por fluorescência. A multipotencialidade foi investigada ao se diferenciar as células em condrócitos e osteócitos. A capacidade de auto-renovação foi confirmada pelo ensaio de incorporação de BrdU. Ulteriormente, as células foram diferenciadas por uma semana em meio contendo AMPc, IBMX, ou combinação de ambos, e os resultados foram comparados com o cultivo em meio básico. Diferentes bloqueadores de Ca2+ ou inibidores de PKA foram usados como tentativa de se impedir a diferenciação, ocorrência que foi mensurada com imunocitoquímica para NF-200 (marcador de neurônios maduros). O registro eletrofisiológico por meio de patch clamp foi usado para se confirmar o fenótipo neuronal. As figuras foram configuradas em microscopia confocal. Para análise estatística foi utilizada ANOVA com teste post-hoc. Resultados. As células isoladas expressaram CD90, 105, 44 e 13 mas foram negativas para CD34 e 45. Isto significa que não são de origem hematopoiética; 98,74 ± 0,43% das células incorporaram BrdU em 24 horas. Após o isolamento, foi possível diferenciá-las em condrócitos ou osteócitos. Em situação controle, não foram evidenciadas células positivas para NF200. Por outro lado, ocorreu positividade em 10,75% ± 1,35 (p<0,0001) das células sob IBMX e, em 15,18% ± 1,12, sob a combinação cAMP e IBMX (p<0,0001). Foram registradas correntes de Na+ e K+ dependentes de voltagem, mas não potenciais de ação. A diferenciação foi inibida com PKAi (5,73% ± 0,42, p<0,0001), nifedipina (5,79% ± 0,98, p<0,0001), Ni2+ (7,06% ± 1,68, p<0,0001) e Cd2+ (0 ± 0, p<0,0001). Discussão. Isolou-se uma população de células-tronco estromais da medula-óssea de seres humanos que se mostrou multipotencial e auto-renovável. O aumento da concentração de AMPc no meio elevou a concentração de neurônios para 15%. A diferenciação parece depender da via PKA mas também envolve a concentração intracelular de Ca2+. Conclusão. O correto entendimento de como as células-tronco mesenquimais diferenciam-se pode contribuir para aumentar a eficácia do método e, talvez um dia, tornar possível o uso dessa ferramenta no campo clínico. / Introduction. Cell transplantation has been considered a promising therapeutic approach for many neurological diseases. The possibility of isolation of stem cells from adult tissues, i.e. bone marrow, has attracted the attention of the scientific community in the recent years. This strategy is interesting on avoiding the ethical issues regarding the use of fetal tissue for neural implants. Moreover, the efficiency of the transdifferentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) into neurons, and the mechanisms involved in this process remain largely unknown. The obtention of mature neurons was described only in coculture systems, what raised the question if the differentiation is a potential of the cells itself, or if it is possible only due to fusion with mature neurons. Objectives. In the present investigation, we aimed to verify the potential of MSCs to differentiate into neurons, and also to clarify the possible mechanisms involved on it. Material and methods. MSCs were isolated from 20 healthy human subjects and characterized by FACS-analysis. Multipotentiality was addressed by differentiating them into chondrocytes and osteocytes. The self-renewal capacity was confirmed with BrdU-incorporation assay. Afterwards, cells were differentiated for 1 week in a medium containing cAMP, IBMX, or a combination of both, and the results were compared with cells treated in basal-medium condition. Different Ca2+-blockers and PKA-inhibitor peptide were used on an attempt to impair differentiation, which was quantified with NF-200 immunostaining (a marker of mature neurons). Patch-clamp recording was used to confirm neuronal phenotype. Pictures were taken in confocal microscope. For statistical analysis ANOVA with a post-hoc test was used. Results. The isolated cells expressed CD90, 105, 44, and 13, but were negative for CD34 and 45, meaning that they were non-hematopoiethic; 98.74 ± 0.43 % of them incorporated BrdU in 6hs. After isolation, they differentiated into chondrocytes and osteocytes. In a control situation, no NF200 positive cell was seen. On the other hand, 10.75% ± 1.35 (p<.0001) of positivity was seen under IBMX and 15.18% ± 1.12 in the combination of cAMP with IBMX (p<.0001). Na+ and K+-voltage gated currents were recorded. Differentiation was impaired with PKAi (5.73% ± 0.42, p<.0001), nifedipin (5.79% ± 0.98, p<.0001), Ni2+ (7.06% ± 1.68, p<.0001), and Cd2+ (0 ± 0, p<.0001). Discussion. We were able to isolate a population of stromal stem cells from the bone marrow of human subjects, since they were multipotential and self-renewable. Increasing the concentration of cAMP raised the percentage of neurons up to 15%. The differentiation seems to be dependent on the PKA pathway, but also involved the intracellular concentration of Ca2+. Conclusions. The complete understanding of how MSC differentiate can contribute to increase the efficiency of the method and thus make possible to use this powerful tool in the clinical practice.

A estreptozotocina (STZ) é utilizada como modelo de indução do Diabetes, e mais recentemente, sua injeção intracerebroventricular (icv) tem sido utilizada como modelo animal de DA. Nosso objetivo neste trabalho é o de avaliar os efeitos causados por doses subtóxicas de STZ em uma linhagem de neuroblastoma sobre a cascata intracelular associada à sinalização de insulina. Os resultados confirmam a doação espontânea de NO pela STZ e sugerem que a droga é capaz de modular a cascata intracelular associada ao receptor de insulina devido à doação do radical livre. O perfil de produção de EROs induzido por STZ pode ser a causa da sua neurotoxicidade. Por fim, foi visto que o tratamento com STZ, bem como a indução de resistência à insulina, é capaz de impedir a formação de neuritos pelo tratamento com NGF. Dessa forma, este trabalho contribui para a elucidação dos mecanismos pelos quais a injeção icv de STZ pode causar algumas características de toxicidade neuronal semelhantes à DA. / Streptozotocin (STZ) has been used as an animal model for Diabetes and, more recently, its intracerebroventricular (icv) injection as an AD animal model. Our objective involves the assessment of the effects caused by subtoxic doses of STZ in a neuroblastoma cell line upon insulin signaling associated intracellular cascade. Results confirm STZ spontaneous NO donation and suggest that the drug is capable of modulating the intracellular cascade associated to insulin receptor due to the spontaneous donation of the free radical. Therefore, EROs production may play an important role in the mechanism linked to STZ induced neurotoxicity. Ultimately, it has been shown that STZ treatment, as well as insulin resistance alone, is capable of impair neurite outgrowth by NGF treatment. This work contributes for the elucidation of the mechanisms by which STZ icv injection may cause features similar to DA.

Mutações na enzima Cu,Zn-superóxido dismutase (SOD1) estão associadas a casos familiares de Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), uma doença neurodegenerativa motora fatal. Entretanto, a toxicidade das SOD1s mutantes não está totalmente compreendida. Sabe-se que o desenvolvimento da doença está associado ao acúmulo de lesões oxidativas em biomoléculas, mas o papel da SOD1 neste processo não está claro. Estudos com sistemas modelo são, ainda, necessários para desvendar os mecanismos envolvidos. Para contribuir na compreensão dos mecanismos de danos em DNA promovidos pela SOD1, foram realizados estudos in vitro com SOD1/H2O2/HCO3-, e estudos com neuroblastomas em cultura transfectados com SOD1 mutante G93A, característica de ELA. Através da quantificação de quebras em DNA plasmidial e dos níveis de 8-oxo-7,8-dihidro-2´-desoxiguanosina (8-oxodGuo) e 1,N2-eteno-2\'-desoxiguanosina (1,N2-&#949;dGuo) em DNA de timo de bezerro, concluiu-se que o cobre liberado da SOD1 tem um papel central na formação de lesões no DNA promovidas pela SOD1 na presença de H2O2, e que o bicarbonato pode modular a reatividade do cobre liberado. Níveis aumentados de quebras no DNA, 8-oxodGuo e 1,N2-&#949;dGuo foram encontrados nos neuroblastomas transfectados com SOD1 G93A. Maior atividade de p53 foi também observada nestas células, indicando que o acúmulo de lesões no DNA pode desencadear o processo de apoptose neste modelo celular de ELA. Observou-se que a SOD1 pode estar associada à cromatina, e que a SOD1 G93A possui maior afinidade pelo DNA e maior atividade peroxidásica no núcleo. Estes resultados indicam que as lesões no DNA observadas no modelo celular de ELA podem ser diretamente promovidas pela SOD1 mutante. / Mutations in the gene encoding Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD1) have been linked to familial Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), a fatal motor neuron disease. However, the toxicity of mutant SOD1s was not completely understood. It is known that the development of the disease is associated with oxidative damage to biomolecules, but the role of SOD1 in this process is not clear. Model studies are still necessary to reveal the mechanisms involved. To understand the mechanism of DNA damage promoted by SOD1, in vitro studies with SOD1/H2O2/HCO3-, and studies with neuroblastoma cells transfected with the G93A ALS-mutant SOD1, were performed. Through the quantification of strand breaks in plasmid DNA and the quantification of 8-oxo-7,8-dihydro-2´-deoxyguanosine (8-oxodGuo) and 1,N2-etheno-2\'-deoxyguanosine (1,N2-&#949;dGuo) levels in calf thymus DNA, it was concluded that copper liberated from SOD1 has a central role in DNA damage promoted by SOD1 in the presence of H2O2, and that bicarbonate can modulate the reactivity of released copper. Increased levels of DNA strand breaks, 8-oxodGuo and 1,N2-&#949;dGuo were found in neuroblastoma cells transfected with G93A SOD1. Increased p53 activity was also observed in these cells, indicating that accumulation of DNA damage can lead to apoptosis in this ALS cellular model. Western blot analysis showed that G93A SOD1 is present in the nucleus, being associated to the DNA. Nuclear G93A SOD1 has identical superoxide dismutase-activity but displays increased peroxidase activity, when compared to wild-type. These results indicate that DNA damage observed in this ALS cellular model may be directly promoted by mutant SOD1.

As doenças neurodegenerativas (DN) estão entre as principais causas de mortalidade e morbidade nos países ocidentais. Não há ainda um tratamento definitivo para estas neuropatias, mas estudos têm indicado mecanismos comuns de toxicidade que incluem disfunção mitocondrial, estresse oxidativo, apoptose e neuroinflamação. Adicionalmente, o efeito benéfico da neuroplasticidade induzida por fatores neurotróficos no retardamento ou inibição do processo neurodegenerativo também tem sido sugerido por muitos estudos. O beta-cariofileno é um sesquiterpeno bi-cíclico encontrado no óleo essencial de algumas plantas, e que possui efeito anti-inflamatório e antioxidante. Assim, este composto possui características e é capaz de induzir efeitos que o tornam um potencial candidato ao tratamento/prevenção dos processos envolvidos na neurodegeneração. Apesar disso, pouco se sabe sobre os efeitos e os mecanismos de ação do beta-cariofileno no processo de degeneração neuronal. Então, neste estudo, avaliou-se o efeito do beta-cariofileno em modelos celulares (PC 12) de neurotoxicidade que mimetizam in vitro os mecanismos moleculares envolvidos nas doenças de Parkinson, Huntington e Alzheimer, os quais, para efeitos práticos, denominaremos de \"modelos celulares de Parkinson, Huntington e Alzheimer\". Estes modelos são induzidos experimentalmente pela neurotoxina dopaminérgica iodeto de 1-metil 4-fenil piridina (MPP+), pela neurotoxina mitocondrial ácido 3-nitropropiônico (3NP) e pelo peptídeo neurotóxico B-amiloide (AB42), respectivamente. O beta-cariofileno apresentou efeitos benéficos nestes três modelos de neurotoxicidade, e adicionalmente induziu neuritogênese e a expressão de proteínas neurotípicas no modelo neuronal. Este é o primeiro estudo a demonstrar tais efeitos do beta-cariofileno. / Neurodegenerative diseases (ND) are among the leading causes of mortality and morbidity in Western countries. There is not a definitive treatment for these neuropathies, but studies have indicated common mechanisms of toxicity that include mitochondrial dysfunction, oxidative stress, neuroinflammation and apoptosis. Additionally, the beneficial effect of the neuroplasticity induced by neurotrophic factors on the retardation or inhibition of neurodegeneration has also been suggested by several studies. Beta-caryophyllene is a bicyclic sesquiterpene found in essential oils of some plants, and possesses anti-inflammatory and antioxidant effects. Thus, this compound has characteristics and is capable of inducing effects that make it a potential candidate for treatment / prevention of the processes involved in neurodegeneration. Despite this, little is known about the effects and mechanisms of action of beta-caryophyllene in the neuronal degeneration process. Then, this study evaluated the effect of beta-caryophyllene in cellular models of neurotoxicity (PC 12) that mimic in vitro the molecular mechanisms involved in Parkinson\'s, Huntington\'s and Alzheimer\'s diseases, which, for practical purposes, we will denominate \"Cellular models of Parkinson\'s, Huntington\'s and Alzheimer\'s diseases.\" These models are experimentally induced by the dopaminergic neurotoxin 1-methyl iodide, 4-phenyl pyridine (MPP+), by the mitochondrial neurotoxin 3-nitropropionic acid (3NP) and the neurotoxic peptide B-amyloid (AB42), respectively. Beta-caryophyllene showed beneficial effects on these three models of neurotoxicity, and additionally induced neuritogenesis and the expression of neurotypic proteins in the neuronal model. This is the first study to demonstrate such effects of beta-caryophyllene.