A hiper estimulação do sistema glutamatérgico (excitotoxicidade), é um evento tóxico para o sistema nervoso central (SNC) e está envolvida em diversas doenças cerebrais agudas e crônicas. O glutamato, principal neurotransmissor excitatório do SNC, exerce suas funções através da ativação de seus receptores. A modulação da neurotransmissão glutamatérgica envolve a retirada do glutamato da fenda sináptica por transportadores específicos. Diversos estudos têm demonstrado que as purinas derivadas da guanina e a inosina apresentam efeitos neuroprotetores em modelos experimentais de doenças cerebrais relacionadas com a excitotoxicidade. Nesta tese, nós demonstramos que a captação de glutamato em fatias de várias estruturas cerebrais é diferente em ratas que apresentam comportamento tipo depressivo quando comparadas com ratas normais. Ou seja, nas ratas com comportamento tipo-depressivo houve um aumento inicial da captação de glutamato hipocampal e uma diminuição gradual após as 24 h que persiste até 21 dias. Nas ratas normais não houve alterações na captação de glutamato. O hipocampo foi a estrutura cerebral mais sensível ao comportamento de depressão. Alèm disso, evidenciamos o potencial neuroprotetor do GMP, da guanosina e da inosina em diferentes modelos experimentais de doenças cerebrais. A administração sistêmica de GMP induziu um comportamento ansiolítico em protocolos clássicos para avaliar drogas com potencial ansiolítico/ansiogênico em ratos. A administração oral crônica de GMP em camundongos aumentou a resistência do córtex cerebral a um insulto isquêmico ex vivo por privação de oxigênio e glicose. Esse efeito neuroprotetor foi correlacionado com modulações do sistema glutamatérgico. Ou seja, a administração de GMP foi capaz de diminuir o imunoconteúdo de algumas subunidades de receptores e de alguns subtipos de transportadores glutamatérgicos. Isto potencialmente pode estar relacionado ao efeito neuroprotetor ocasionado pela diminuição da sinalização e da fonte de glutamato, respectivamente, durante o insulo isquêmico. Além disso, verificamos que a administração intracerebroventricular de inosina exerceu efeito anticonvulsivante em camundongos frente a convulsões induzidas por ácido quinolínico, um potente agonista glutamatérgico. Este efeito foi independente dos receptores benzodiazepínicos. Avaliamos também o efeito do tratamento oral crônico com guanosina frente ao prejuízo cognitivo e dano hipocampal em ratos submetidos à hipoperfusão cerebral crônica. O tratamento com guanosina não foi capaz de prevenir o prejuízo cognitivo, porém nenhum animal tratado apresentou dano hipocampal. Por fim, investigamos o possível sítio de união da guanosina à membrana plasmática cerebral em ratos. Verificamos que as preparações enriquecidas em membrana plasmáticas, comumente utilizadas em protocolos de união, apresentam níveis significativos de guanosina endógena. Entretanto estes níveis elevados de guanosina endógena podem mascarar os níveis de união da guanosina. Por isso apresentamos uma metodologia capaz de diminuir os níveis de guanosina endógena, detectando assim um maior nível de união da guanosina nas preparações enriquecidas em membrana plasmática. Por fim, apresentamos alguns dados que mostram a necessidade de melhorar a purificação das preparações enriquecidas em membrana plasmática para evitar a contaminação com membrana mitocondrial. . De uma maneira geral, esta tese traz contribuições para um melhor entendimento das alterações do sistema glutamatérgico e o potencial neuroprotetor das purinas derivadas da guanina e da inosina em doenças cerebrais envolvendo excitotoxicidade glutamatérgica. / The neurotoxicity caused by overstimulation of glutamatergic system is implicated in several acute and chronic brain diseases. Glutamate mediate the excitatory synaptic transmition in the brain by acting on the ionotropic and metabotropic glutamate receptors The uptake mechanisms performed by specific transporter proteins have an important role in modulate the glutamatergic neurotransmission. Several studies have shown that the guanine based-purines and inosine exhibit neuroprotective effects in experimental models of brain disorders caused by excitotoxicity. In this thesis, we showed that the glutamate uptake by different brain structures of female rats with depression-like behavior is different from the normal female rats. For example, in female rats with depression-like behavior there was an initial increase in the hippocampal glutamate uptake followed by a gradual decrease after 24h that persist up to 21 days compared to animals without depressive-like behavior.The hippocampus was the most sensitive brain structure related to this behavior. We also reported the neuroprotective potential effect of GMP, guanosine, and inosine in different experimental models of brain diseases. We showed that systemic administration of GMP induced an anxiolytic-like behavior in classic behavior protocols developed to evaluate potential anxyolityc/anxiogenic drugs in rats. We also demonstrated that an oral chronically administration of GMP in mice increased the resistance of the brain cortex to an ex vivo ischemic insult, the oxygen and glucose deprivation. This neuroprotective effect was correlated with changes in the brain cortical glutamatergic system. The GMP administration decreased the immunocontent of some glutamate receptors subunits and some subtypes of glutamate transporters. Those effects may be related to the neuroprotective effect by decreasing the signaling pathway and the source of glutamate, respectively, during an ischemia insult. Moreover, we reported that an intracerebroventricular administration of inosine caused an anticonvulsive effect in mice against seizures induced by quinolinic acid, a potent glutamate agonist. This effect was independent of benzodiazepines receptors. We also investigated the effect of an oral chronically treatment with guanosine against the cognitive impairment and the hippocampal damage observed in animal model of chronic cerebral hypoperfusion. The guanosine treatment did not prevent the cognitive impairment, however none of the animals treated with guanosine presented hippocampal damage. Finally, we investigated the guanosine binding site at the rat brain plasma membrane. We reported that the plasma membrane enriched preparations, commonly used in binding protocols, shows significant levels of endogenous guanosine. However, the increased levels of endogenous guanosine could mask the guanosine binding. For this reason we proposed a new methodology to decrease the endogenous guanosine in the plasma membrane enrich preparations to be able to detect the increase level of guanosine binding. Moreover, we presented some data that corroborate with the need of a better purify plasma membrane enrich preparations to avoid the contamination with mitochondrial membranes. Therefore, the work developed during this thesis contributes to a better understanding of alterations in the glutamatergic system and the neuroprotective potential of the guanine based purines and inosine in brain disorders related to glutamatergic excitotoxicity.

Made available in DSpace on 2016-04-07T13:23:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 nathalia_ramos_ioc_dout_2015.pdf: 5459718 bytes, checksum: e0b760351d18c4b9bdd34e2ba0fe3de2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A infecção pelo vírus da hepatite C (HCV) representa um grave problema de saúde pública no Brasil e apesar dos recentes progressos, o tratamento ainda é um dos maiores desafios tanto em termos de efetividade clínica como de custo-benefício. A anemia hemolítica induzida pela ribavirina (RBV) é o principal efeito colateral no tratamento antiviral. Além dos fatores virais, fatores do hospedeiro têm papel fundamental no controle da infecção. Estudos recentes demonstraram que polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) nos genes da interleucina 28B (IL28B) estão fortemente associadas com a resolução espontânea (RE) da doença e com resposta virológica sustentada (RVS) e, no gene da inosina trifosfato pirofosfatase (ITPA) estão relacionados com a proteção contra a anemia. No gene IL28B, os genótipos CC no rs12979860, e TT no rs8099917 estão associados com a cura espontânea e com a resposta à terapia. No gene da ITPA, os genótipos CC no rs1127354 e AA no rs7270101 apresentam associação com a anemia. No entanto, a maioria dos métodos de identificação destes polimorfismos, atualmente disponíveis, é custosa. O objetivo geral deste trabalho foi determinar o perfil alélico dos genes IL28B e ITPA em amostras de pacientes com hepatite C, avaliar a associação dos polimorfismos do gene IL28B com resolução espontânea e terapêutica e, do gene da ITPA com a redução dos níveis de hemoglobina durante o tratamento antiviral. Neste trabalho, numa etapa inicial para o gene IL28B, quatro metodologias foram avaliadas em termos de especificidade, custo e tempo de execução: tetra-primer amplification-refractory mutation system-polymerase chain reaction (ARMS-PCR), polimorfismo no comprimento do fragmento de restrição (RFLP); reação em cadeia da polimerase quantitativa (qPCR) e sequenciamento nucleotídeo Devido a próxima localização dos SNPs do gene ITPA, a genotipagem foi realizada por meio de sequenciamento nucleotídico. Um total de 281 amostras de sangue total de pacientes com infecção crônica pelo HCV foi estudado. Protocolos próprios para as técnicas ARMS-PCR e RFLP foram desenvolvidos e otimizados e, os resultados comparados com os do sequenciamento. Todos os métodos foram específicos, contudo o método ARMS-PCR apresentou os melhores resultados de acordo com a análise de custo-benefício. Em um segundo estudo, a frequência de polimorfismos do rs1127354 e rs7270101 do gene da ITPA foi avaliada em 200 pacientes com hepatite C crônica, e em 100 indivíduos saudáveis e, a associação com o desenvolvimento de anemia foi investigado em 97 pacientes que concluíram a terapia antiviral. A frequência global de distribuição alélica em rs7270101 e rs1127354 mostrou altas taxas dos genótipos AA (84,0%) e CC (94,3%), respectivamente, sugerindo que a coorte estudada possui uma grande propensão para o desenvolvimento de anemia induzida pela RBV. Ademais, constatamos uma diminuição progressiva de hemoglobina durante a terapia antiviral, sendo mais significante na 12ª semana e em pacientes do sexo masculino. No terceiro estudo, analisamos a associação entre os genótipos dos SNPs da IL28B com RE em 24 pacientes com hepatite aguda e em 111 pacientes crônicos com RVS tratados com PEG-IFN/RBV. O genótipo CC (rs12979860) e o genótipo TT (rs8099917) apresentaram associação com RE e o alelo C (rs12979860) apresentou forte associação (p=0,0045) com a RVS Estes dados confirmaram a importância destes genótipos no controle da infecção. Os resultados obtidos neste trabalho são importantes para um melhor entendimento dos fatores do hospedeiro associados com a eliminação espontânea do vírus, com a RVS e com a anemia induzida pela ribavirina no tratamento antiviral da infecção pelo HCV / Hepatitis C virus (HCV) i nfection is a leading public health problem in Brazil . D espite of the recent progress, the treatment is still a major challenge in terms of both clinical - and cost - effectiveness. The r ibavirin (RBV) - induced anemi a is the major hematological effect of antiviral treatment. In addition to viral factors, the host factors play a fundamental role in infection control . Recent studies have shown that single nucleoti de polymorphisms (SNPs) in the genes of interleukin 28B ( IL28B) and inosine triphosphate pyrophosphatase (ITPA) are strongly associated with spontaneous clearence ( SC ) of the virus, with sustained virologic response (SVR) and with protection against anemia. In the IL28B gene, the CC genotype at rs12979860 and TT genotype at rs8099917 are associated with spontaneous clearance of virus and with response to therapy. In ITPA gene, CC genotype in rs1127354 and AA genotype at rs7270101 show association with anemia. However, most of the methods currently available for i dentifying these polymorphisms are costly. The aim of this study was to determine the allelic profile of IL28B and ITPA genes in samples from patients with hepatitis C, evaluate the association of polymorphisms in IL28B gene with spontaneous and treatment - induced clearance of HCV and , ITPA gene , w ith development of anemia during antiviral therapy. In this work, initially for IL28 gene , four techniques were evaluated in terms of specificity, cost and time of execution: tetra - primer amplification refractory m utation system - polymerase - chain reaction (ARMS - PCR), restriction fragment length polymorphism (RFLP); chain reaction quantitative polymerase (qPCR) and direct nucleotide sequencing . Due to SNPs location in ITPA gene, genotyping was performed by nucleotide sequencing. A total of 281 whole blood samples from patients with chronic HCV infection w ere studi ed. P rotocols for ARMS - PCR and RFLP techniques were developed and optimized and the results compared with those of sequencing. All methods were specific; howe ver, ARMS - PCR method showed the best results according to the cost - benefit analysis. In a second study, the frequency of rs1127354 and rs7270101 polymorphisms in ITPA gene was evaluated in 200 patients with chronic hepatitis C , and in 100 healthy individua ls, and the association with the development of anemia was investigated in 97 patients who completed the antiviral therapy. The overall allele frequency distribution at rs7270101 and at rs1127354 showed high rates of AA genotypes (84 .0 %) and CC genotypes ( 94.3%), respectively. These results suggest ed that the cohort has a high propensity for the development of RBV - induced anemia . Moreover, we noticed a progressive decrease in hemoglobin during antiviral therapy , more significant ly in the 12 th weeks and in male patients. In the third study, we analyzed the association between the IL28B SNPs with SC in 24 patients with acute hepatitis and in 111 chronic patients with SVR treated with PEG - IFN/ RBV. The CC genotype (rs12979860) and the TT genotype (rs8099917) we re associated with SC and the C allele (rs12979860) showed a strong association ( p = 0.0045) with the S VR . The data confirm the importance of these genotypes in infection control. Th ese results are also important for a better understanding of host factors associated with spontaneous clearance of the virus, with SVR and with RBV - induced anemia in antiviral treatment of HCV infection

A hiper estimulação do sistema glutamatérgico (excitotoxicidade), é um evento tóxico para o sistema nervoso central (SNC) e está envolvida em diversas doenças cerebrais agudas e crônicas. O glutamato, principal neurotransmissor excitatório do SNC, exerce suas funções através da ativação de seus receptores. A modulação da neurotransmissão glutamatérgica envolve a retirada do glutamato da fenda sináptica por transportadores específicos. Diversos estudos têm demonstrado que as purinas derivadas da guanina e a inosina apresentam efeitos neuroprotetores em modelos experimentais de doenças cerebrais relacionadas com a excitotoxicidade. Nesta tese, nós demonstramos que a captação de glutamato em fatias de várias estruturas cerebrais é diferente em ratas que apresentam comportamento tipo depressivo quando comparadas com ratas normais. Ou seja, nas ratas com comportamento tipo-depressivo houve um aumento inicial da captação de glutamato hipocampal e uma diminuição gradual após as 24 h que persiste até 21 dias. Nas ratas normais não houve alterações na captação de glutamato. O hipocampo foi a estrutura cerebral mais sensível ao comportamento de depressão. Alèm disso, evidenciamos o potencial neuroprotetor do GMP, da guanosina e da inosina em diferentes modelos experimentais de doenças cerebrais. A administração sistêmica de GMP induziu um comportamento ansiolítico em protocolos clássicos para avaliar drogas com potencial ansiolítico/ansiogênico em ratos. A administração oral crônica de GMP em camundongos aumentou a resistência do córtex cerebral a um insulto isquêmico ex vivo por privação de oxigênio e glicose. Esse efeito neuroprotetor foi correlacionado com modulações do sistema glutamatérgico. Ou seja, a administração de GMP foi capaz de diminuir o imunoconteúdo de algumas subunidades de receptores e de alguns subtipos de transportadores glutamatérgicos. Isto potencialmente pode estar relacionado ao efeito neuroprotetor ocasionado pela diminuição da sinalização e da fonte de glutamato, respectivamente, durante o insulo isquêmico. Além disso, verificamos que a administração intracerebroventricular de inosina exerceu efeito anticonvulsivante em camundongos frente a convulsões induzidas por ácido quinolínico, um potente agonista glutamatérgico. Este efeito foi independente dos receptores benzodiazepínicos. Avaliamos também o efeito do tratamento oral crônico com guanosina frente ao prejuízo cognitivo e dano hipocampal em ratos submetidos à hipoperfusão cerebral crônica. O tratamento com guanosina não foi capaz de prevenir o prejuízo cognitivo, porém nenhum animal tratado apresentou dano hipocampal. Por fim, investigamos o possível sítio de união da guanosina à membrana plasmática cerebral em ratos. Verificamos que as preparações enriquecidas em membrana plasmáticas, comumente utilizadas em protocolos de união, apresentam níveis significativos de guanosina endógena. Entretanto estes níveis elevados de guanosina endógena podem mascarar os níveis de união da guanosina. Por isso apresentamos uma metodologia capaz de diminuir os níveis de guanosina endógena, detectando assim um maior nível de união da guanosina nas preparações enriquecidas em membrana plasmática. Por fim, apresentamos alguns dados que mostram a necessidade de melhorar a purificação das preparações enriquecidas em membrana plasmática para evitar a contaminação com membrana mitocondrial. . De uma maneira geral, esta tese traz contribuições para um melhor entendimento das alterações do sistema glutamatérgico e o potencial neuroprotetor das purinas derivadas da guanina e da inosina em doenças cerebrais envolvendo excitotoxicidade glutamatérgica. / The neurotoxicity caused by overstimulation of glutamatergic system is implicated in several acute and chronic brain diseases. Glutamate mediate the excitatory synaptic transmition in the brain by acting on the ionotropic and metabotropic glutamate receptors The uptake mechanisms performed by specific transporter proteins have an important role in modulate the glutamatergic neurotransmission. Several studies have shown that the guanine based-purines and inosine exhibit neuroprotective effects in experimental models of brain disorders caused by excitotoxicity. In this thesis, we showed that the glutamate uptake by different brain structures of female rats with depression-like behavior is different from the normal female rats. For example, in female rats with depression-like behavior there was an initial increase in the hippocampal glutamate uptake followed by a gradual decrease after 24h that persist up to 21 days compared to animals without depressive-like behavior.The hippocampus was the most sensitive brain structure related to this behavior. We also reported the neuroprotective potential effect of GMP, guanosine, and inosine in different experimental models of brain diseases. We showed that systemic administration of GMP induced an anxiolytic-like behavior in classic behavior protocols developed to evaluate potential anxyolityc/anxiogenic drugs in rats. We also demonstrated that an oral chronically administration of GMP in mice increased the resistance of the brain cortex to an ex vivo ischemic insult, the oxygen and glucose deprivation. This neuroprotective effect was correlated with changes in the brain cortical glutamatergic system. The GMP administration decreased the immunocontent of some glutamate receptors subunits and some subtypes of glutamate transporters. Those effects may be related to the neuroprotective effect by decreasing the signaling pathway and the source of glutamate, respectively, during an ischemia insult. Moreover, we reported that an intracerebroventricular administration of inosine caused an anticonvulsive effect in mice against seizures induced by quinolinic acid, a potent glutamate agonist. This effect was independent of benzodiazepines receptors. We also investigated the effect of an oral chronically treatment with guanosine against the cognitive impairment and the hippocampal damage observed in animal model of chronic cerebral hypoperfusion. The guanosine treatment did not prevent the cognitive impairment, however none of the animals treated with guanosine presented hippocampal damage. Finally, we investigated the guanosine binding site at the rat brain plasma membrane. We reported that the plasma membrane enriched preparations, commonly used in binding protocols, shows significant levels of endogenous guanosine. However, the increased levels of endogenous guanosine could mask the guanosine binding. For this reason we proposed a new methodology to decrease the endogenous guanosine in the plasma membrane enrich preparations to be able to detect the increase level of guanosine binding. Moreover, we presented some data that corroborate with the need of a better purify plasma membrane enrich preparations to avoid the contamination with mitochondrial membranes. Therefore, the work developed during this thesis contributes to a better understanding of alterations in the glutamatergic system and the neuroprotective potential of the guanine based purines and inosine in brain disorders related to glutamatergic excitotoxicity.

A hiper estimulação do sistema glutamatérgico (excitotoxicidade), é um evento tóxico para o sistema nervoso central (SNC) e está envolvida em diversas doenças cerebrais agudas e crônicas. O glutamato, principal neurotransmissor excitatório do SNC, exerce suas funções através da ativação de seus receptores. A modulação da neurotransmissão glutamatérgica envolve a retirada do glutamato da fenda sináptica por transportadores específicos. Diversos estudos têm demonstrado que as purinas derivadas da guanina e a inosina apresentam efeitos neuroprotetores em modelos experimentais de doenças cerebrais relacionadas com a excitotoxicidade. Nesta tese, nós demonstramos que a captação de glutamato em fatias de várias estruturas cerebrais é diferente em ratas que apresentam comportamento tipo depressivo quando comparadas com ratas normais. Ou seja, nas ratas com comportamento tipo-depressivo houve um aumento inicial da captação de glutamato hipocampal e uma diminuição gradual após as 24 h que persiste até 21 dias. Nas ratas normais não houve alterações na captação de glutamato. O hipocampo foi a estrutura cerebral mais sensível ao comportamento de depressão. Alèm disso, evidenciamos o potencial neuroprotetor do GMP, da guanosina e da inosina em diferentes modelos experimentais de doenças cerebrais. A administração sistêmica de GMP induziu um comportamento ansiolítico em protocolos clássicos para avaliar drogas com potencial ansiolítico/ansiogênico em ratos. A administração oral crônica de GMP em camundongos aumentou a resistência do córtex cerebral a um insulto isquêmico ex vivo por privação de oxigênio e glicose. Esse efeito neuroprotetor foi correlacionado com modulações do sistema glutamatérgico. Ou seja, a administração de GMP foi capaz de diminuir o imunoconteúdo de algumas subunidades de receptores e de alguns subtipos de transportadores glutamatérgicos. Isto potencialmente pode estar relacionado ao efeito neuroprotetor ocasionado pela diminuição da sinalização e da fonte de glutamato, respectivamente, durante o insulo isquêmico. Além disso, verificamos que a administração intracerebroventricular de inosina exerceu efeito anticonvulsivante em camundongos frente a convulsões induzidas por ácido quinolínico, um potente agonista glutamatérgico. Este efeito foi independente dos receptores benzodiazepínicos. Avaliamos também o efeito do tratamento oral crônico com guanosina frente ao prejuízo cognitivo e dano hipocampal em ratos submetidos à hipoperfusão cerebral crônica. O tratamento com guanosina não foi capaz de prevenir o prejuízo cognitivo, porém nenhum animal tratado apresentou dano hipocampal. Por fim, investigamos o possível sítio de união da guanosina à membrana plasmática cerebral em ratos. Verificamos que as preparações enriquecidas em membrana plasmáticas, comumente utilizadas em protocolos de união, apresentam níveis significativos de guanosina endógena. Entretanto estes níveis elevados de guanosina endógena podem mascarar os níveis de união da guanosina. Por isso apresentamos uma metodologia capaz de diminuir os níveis de guanosina endógena, detectando assim um maior nível de união da guanosina nas preparações enriquecidas em membrana plasmática. Por fim, apresentamos alguns dados que mostram a necessidade de melhorar a purificação das preparações enriquecidas em membrana plasmática para evitar a contaminação com membrana mitocondrial. . De uma maneira geral, esta tese traz contribuições para um melhor entendimento das alterações do sistema glutamatérgico e o potencial neuroprotetor das purinas derivadas da guanina e da inosina em doenças cerebrais envolvendo excitotoxicidade glutamatérgica. / The neurotoxicity caused by overstimulation of glutamatergic system is implicated in several acute and chronic brain diseases. Glutamate mediate the excitatory synaptic transmition in the brain by acting on the ionotropic and metabotropic glutamate receptors The uptake mechanisms performed by specific transporter proteins have an important role in modulate the glutamatergic neurotransmission. Several studies have shown that the guanine based-purines and inosine exhibit neuroprotective effects in experimental models of brain disorders caused by excitotoxicity. In this thesis, we showed that the glutamate uptake by different brain structures of female rats with depression-like behavior is different from the normal female rats. For example, in female rats with depression-like behavior there was an initial increase in the hippocampal glutamate uptake followed by a gradual decrease after 24h that persist up to 21 days compared to animals without depressive-like behavior.The hippocampus was the most sensitive brain structure related to this behavior. We also reported the neuroprotective potential effect of GMP, guanosine, and inosine in different experimental models of brain diseases. We showed that systemic administration of GMP induced an anxiolytic-like behavior in classic behavior protocols developed to evaluate potential anxyolityc/anxiogenic drugs in rats. We also demonstrated that an oral chronically administration of GMP in mice increased the resistance of the brain cortex to an ex vivo ischemic insult, the oxygen and glucose deprivation. This neuroprotective effect was correlated with changes in the brain cortical glutamatergic system. The GMP administration decreased the immunocontent of some glutamate receptors subunits and some subtypes of glutamate transporters. Those effects may be related to the neuroprotective effect by decreasing the signaling pathway and the source of glutamate, respectively, during an ischemia insult. Moreover, we reported that an intracerebroventricular administration of inosine caused an anticonvulsive effect in mice against seizures induced by quinolinic acid, a potent glutamate agonist. This effect was independent of benzodiazepines receptors. We also investigated the effect of an oral chronically treatment with guanosine against the cognitive impairment and the hippocampal damage observed in animal model of chronic cerebral hypoperfusion. The guanosine treatment did not prevent the cognitive impairment, however none of the animals treated with guanosine presented hippocampal damage. Finally, we investigated the guanosine binding site at the rat brain plasma membrane. We reported that the plasma membrane enriched preparations, commonly used in binding protocols, shows significant levels of endogenous guanosine. However, the increased levels of endogenous guanosine could mask the guanosine binding. For this reason we proposed a new methodology to decrease the endogenous guanosine in the plasma membrane enrich preparations to be able to detect the increase level of guanosine binding. Moreover, we presented some data that corroborate with the need of a better purify plasma membrane enrich preparations to avoid the contamination with mitochondrial membranes. Therefore, the work developed during this thesis contributes to a better understanding of alterations in the glutamatergic system and the neuroprotective potential of the guanine based purines and inosine in brain disorders related to glutamatergic excitotoxicity.

As peçonhas de artrópodos são ricas fontes de neurotoxinas, verdadeiras ferramentas moleculares com ação seletiva e específica sobre o Sistema Nervoso Central (SNC) de mamíferos, e de grande relevância clínico-científica. Demonstramos recentemente que a peçonha de P. bistriata, quando injetada por via intracerebroventricular (i.c.v.), desencadeava crises convulsivas em ratos, um indício da existência de neurotoxinas pró-convulsivantes na peçonha dessa aranha. O grupo do Prof. Dr. Joaquim Coutinho-Netto isolou da peçonha dessa aranha várias neurotoxinas, dentre as quais uma denominada PbTx 2.2.1, que possui a capacidade de inibir a captação do neurotransmissor GABA em sinaptosomas corticais de ratos (in vitro), uma ação considerada como potencialmente anticonvulsivante. As frações PbTx 2.2.1 e 1.2.3 protegem retinas de ratos após isquêmia. Mas, não se testou o efeito anticonvulsivante dessa fração em experimentos in vivo. O presente trabalho teve dois objetivos: 1- Propor um método cromatográfico para isolar da peçonha de aranhas, neurotoxinas pró-convulsivantes não protéicas e de baixo peso molecular. Isolar e caracterizar parcialmente estas neurotoxinas da peçonha da aranha P.bistriata; 2- verificar se a fração PbTx 2.2.1 possui efeito anticonvulsivante in vivo. O isolamento da peçonha de P. bistriata, realizado com filtração em gel (Sephadex G-50 e G-25), cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) (colunas de fase reversa e troca catiônica), e CLAE-acoplado a espectrometria de massa (CLAE-MS) produziu uma fração (fração 7) e um subcomponente (fração 7.1) com atividade pró-convulsivante, após injeção i.c.v. Tal fração apresenta características típicas de ácidos nucléicos. Confirmou-se, através de ressonância magnética nuclear (RMN) que o constituinte majoritário desta fração é o nucleosídeo inosina. O método cromatográfico mostrou-se muito lento. Uma outra fração (fração 6) da mesma peçonha inibiu as crises causadas por bicuculina i.c.v., ao passo que a fração 1 apresentou atividade de fosfatase ácida e alcalina. A injeção i.c.v. da fração PbTx 2.2.1, 20 min antes do convulsivante bicuculina também i.c.v., bloqueou as crises convulsivas em 71,4% dos animais, o que caracteriza um efeito anticonvulsivante in vivo desta fração. Conclui-se que: 1- A peçonha de P. bistriata possui, dentre muitas, uma fração (fração 7) com efeito pró-convulsivante quando injetada i.c.v. em ratos. Nesta fração, aparentemente o composto majoritário é o nucleosídeo inosina. A peçonha da mesma aranha possui também uma fração com atividade anticonvulsivante (fração 6) e outra com atividade de fosfatase ácida e alcalina (fração 1). 2- o método cromatográfico proposto pode ser otimizado talvez pelo uso de ultrafiltração; 3- a fração PbTx 2.2.1 apresenta efeito anticonvulsivante in vivo no modelo de indução de crises por injeção i.c.v. de bicuculina. / Arthropod venoms are rich sources of neurotoxins, molecular tools with selective and specific actions over the mamalian central nervous system with great clinical and scientific importance. Previous work of our laboratory showed that the spider venom of Parawixia bistriata, when injected by intracerebroventricular (i.c.v.) route, induced convulsive seizures in rats, a sign of convulsant neurotoxins. The group of Professor Joaquim Coutinho-Netto isolated from this spider venom a neurotoxin called PbTx 2.2.1 which is a GABA transporter inhibitor in the rat cortical synaptosomal preparation (in vitro), a potencially anticonvulsant property. The fractions PbTx 2.2.1 and 1.2.3 protected retinal cells against isquemy. But, it has not been tested if the PbTx 2.2.1 fraction also has an in vivo anticonvulsant action. Present work has two objectives: 1- to propose a chromatographic methodology to isolate non-proteic low molecular weigh convulsant neurotoxins from spider venoms. Isolate and partially characterize these neurotoxins from P. bistriata venom; 2- test if PbTx 2.2.1 has in vivo anticonvulsant effect. Biochemical venom isolation by gel filtration (Sephadex G-50 and G-25), reverse phase and cationic exchange in high pressure liquid cromatography (HPLC) and also HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS), has pointed that the P. bistriata spider venom has a fraction (fraction 7) and a subfraction (7.1) with convulsant activity when injected i.c.v. in rats. Fraction 7 has nucleosidic characteristics. Nuclear magnetic ressonance (NMR) has showed that the principal component of this fraction is the nucleoside iosine. An other fraction (fraction 6) isolated from the same venom, inhibited seizures induced by i.c.v. bicuculine and the fraction 1 showed acid and basic phosphatase activity PbTx 2.2.1, when injected i.c.v. 20 min prior to the convulsant bicuculline (i.c.v.), has blocked seizures in 71.4 % of the animals, what was considered an anticonvulsant effect. The conclusions are: 1- the spider venom of P. bistriata has a fraction (fraction 7) with convulsant action when injected i.c.v. in rats. The major component of this fraction is the nucleoside iosine. This spider venom also has another fraction (fraction 6) with anticonvulsant activity and one with acid and alcaline phosphatase (fraction 1); 2- the chomatographic methodology can be improved, perhaps by ultrafiltration methods; 3- the PbTx 2.2.1 fraction has anticonvulsant effect in vivo.

As peçonhas de artrópodos são ricas fontes de neurotoxinas, verdadeiras ferramentas moleculares com ação seletiva e específica sobre o Sistema Nervoso Central (SNC) de mamíferos, e de grande relevância clínico-científica. Demonstramos recentemente que a peçonha de P. bistriata, quando injetada por via intracerebroventricular (i.c.v.), desencadeava crises convulsivas em ratos, um indício da existência de neurotoxinas pró-convulsivantes na peçonha dessa aranha. O grupo do Prof. Dr. Joaquim Coutinho-Netto isolou da peçonha dessa aranha várias neurotoxinas, dentre as quais uma denominada PbTx 2.2.1, que possui a capacidade de inibir a captação do neurotransmissor GABA em sinaptosomas corticais de ratos (in vitro), uma ação considerada como potencialmente anticonvulsivante. As frações PbTx 2.2.1 e 1.2.3 protegem retinas de ratos após isquêmia. Mas, não se testou o efeito anticonvulsivante dessa fração em experimentos in vivo. O presente trabalho teve dois objetivos: 1- Propor um método cromatográfico para isolar da peçonha de aranhas, neurotoxinas pró-convulsivantes não protéicas e de baixo peso molecular. Isolar e caracterizar parcialmente estas neurotoxinas da peçonha da aranha P.bistriata; 2- verificar se a fração PbTx 2.2.1 possui efeito anticonvulsivante in vivo. O isolamento da peçonha de P. bistriata, realizado com filtração em gel (Sephadex G-50 e G-25), cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) (colunas de fase reversa e troca catiônica), e CLAE-acoplado a espectrometria de massa (CLAE-MS) produziu uma fração (fração 7) e um subcomponente (fração 7.1) com atividade pró-convulsivante, após injeção i.c.v. Tal fração apresenta características típicas de ácidos nucléicos. Confirmou-se, através de ressonância magnética nuclear (RMN) que o constituinte majoritário desta fração é o nucleosídeo inosina. O método cromatográfico mostrou-se muito lento. Uma outra fração (fração 6) da mesma peçonha inibiu as crises causadas por bicuculina i.c.v., ao passo que a fração 1 apresentou atividade de fosfatase ácida e alcalina. A injeção i.c.v. da fração PbTx 2.2.1, 20 min antes do convulsivante bicuculina também i.c.v., bloqueou as crises convulsivas em 71,4% dos animais, o que caracteriza um efeito anticonvulsivante in vivo desta fração. Conclui-se que: 1- A peçonha de P. bistriata possui, dentre muitas, uma fração (fração 7) com efeito pró-convulsivante quando injetada i.c.v. em ratos. Nesta fração, aparentemente o composto majoritário é o nucleosídeo inosina. A peçonha da mesma aranha possui também uma fração com atividade anticonvulsivante (fração 6) e outra com atividade de fosfatase ácida e alcalina (fração 1). 2- o método cromatográfico proposto pode ser otimizado talvez pelo uso de ultrafiltração; 3- a fração PbTx 2.2.1 apresenta efeito anticonvulsivante in vivo no modelo de indução de crises por injeção i.c.v. de bicuculina. / Arthropod venoms are rich sources of neurotoxins, molecular tools with selective and specific actions over the mamalian central nervous system with great clinical and scientific importance. Previous work of our laboratory showed that the spider venom of Parawixia bistriata, when injected by intracerebroventricular (i.c.v.) route, induced convulsive seizures in rats, a sign of convulsant neurotoxins. The group of Professor Joaquim Coutinho-Netto isolated from this spider venom a neurotoxin called PbTx 2.2.1 which is a GABA transporter inhibitor in the rat cortical synaptosomal preparation (in vitro), a potencially anticonvulsant property. The fractions PbTx 2.2.1 and 1.2.3 protected retinal cells against isquemy. But, it has not been tested if the PbTx 2.2.1 fraction also has an in vivo anticonvulsant action. Present work has two objectives: 1- to propose a chromatographic methodology to isolate non-proteic low molecular weigh convulsant neurotoxins from spider venoms. Isolate and partially characterize these neurotoxins from P. bistriata venom; 2- test if PbTx 2.2.1 has in vivo anticonvulsant effect. Biochemical venom isolation by gel filtration (Sephadex G-50 and G-25), reverse phase and cationic exchange in high pressure liquid cromatography (HPLC) and also HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS), has pointed that the P. bistriata spider venom has a fraction (fraction 7) and a subfraction (7.1) with convulsant activity when injected i.c.v. in rats. Fraction 7 has nucleosidic characteristics. Nuclear magnetic ressonance (NMR) has showed that the principal component of this fraction is the nucleoside iosine. An other fraction (fraction 6) isolated from the same venom, inhibited seizures induced by i.c.v. bicuculine and the fraction 1 showed acid and basic phosphatase activity PbTx 2.2.1, when injected i.c.v. 20 min prior to the convulsant bicuculline (i.c.v.), has blocked seizures in 71.4 % of the animals, what was considered an anticonvulsant effect. The conclusions are: 1- the spider venom of P. bistriata has a fraction (fraction 7) with convulsant action when injected i.c.v. in rats. The major component of this fraction is the nucleoside iosine. This spider venom also has another fraction (fraction 6) with anticonvulsant activity and one with acid and alcaline phosphatase (fraction 1); 2- the chomatographic methodology can be improved, perhaps by ultrafiltration methods; 3- the PbTx 2.2.1 fraction has anticonvulsant effect in vivo.