A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva e incurável, caracterizada pela perda seletiva dos neurônios motores (NM) superiores e inferiores com uma sobrevida média de 3 anos. As manifestações clínicas dependem da topografia e comprometimento dos NM. De causa desconhecida, descrições apontam para a participação das células gliais (astrócitos, microglia e célula de Schwann) na toxicidade neuronal. A retração precoce do axônio no músculo esquelético sugere a participação da célula de Schwann na morte neuronal retrógrada (dying back). Este estudo descreveu as alterações na expressão gênica no nervo motor extensor curto do hálux ainda funcionante dos pacientes ELA e o ramo motor do nervo acessório de sujeitos-controle (19 ELA, sendo 9 ELA espinhal e 5 ELA bulbar; 5 controles), utilizando-se plataformas expandidas de microarranjos de DNA (microarray) e análises de bioinformática (DAVID e os seus bancos de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes e o Gene Onthology Consorciun Anottation). Os resultados foram validados por PCRq e Redes de Interação de Proteínas foram geradas pelo Cytoscape. Foram encontrados 138 genes diferencialmente expressos entre esses grupos. O ribossomo e a síntese proteica foram apontados como elementos centrais no estudo em eventos relacionados tanto à neurotoxicidade quanto a protetivos. As Redes destacaram o gene EPS8 na ELA (ambas as formas, ELA bulbar e espinhal) em relação aos controles e o gene FAU na ELA bulbar em relação à ELA espinhal. Os genes e as vias apontados neste estudo deverão ser testados como alvos terapêuticos em estudos futuros envolvendo a ELA / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an incurable progressive neurodegenerative disease characterized by the selective loss of upper and lower motor neurons (MN), with a median survival of 3 years. Clinical manifestations depend on onset site and involvement of the MN. Although the cause of ALS is unknown, reports point towards the participation of glial cells (astrocytes, microglia and Schwann cells) in the neuronal toxicity. The early retraction of the axonium indicates a participation of the Schwann cells in retrograde neuronal death (dying back). The current study described the abnormalities in the genic expression of the functioning extensor hallucis brevis motor neuron from ALS subjects, and the motor branch of the accessory nerve from control subjects (19 ALS, being 9 spinal and 5 bulbar types; 5 controls), through an expanded platform of DNA microarrays and bioinformatics analyses (DAVID, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, and Gene Onthology Consortium Annotation databases). The results were validated by Quantitative PCR (PCRq) and Protein-Protein interaction network generated by Cytoscape. A total of 138 differentially expressed genes were found in these groups. In this study, the ribosome and protein synthesis were pointed as central elements related both to neurotoxicity and protective events. These networks highlighted the EPS8 gene in ALS (in both types, bulbar and spinal) when correlated to controls, and the FAU gene in bulbar ALS in relation to spinal ALS. The genes and pathways identified in this study should be tested as therapeutic targets in future studies approaching ALS

As doenças do neurônio motor (DNM) apresentam grande variabilidade clínica e genética. A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é a forma mais comum de DNM de início tardio. Sua manifestação devastadora e incurável leva a uma profunda perda da qualidade de vida do paciente. A ELA8 é uma forma autossômica dominante de ELA familial causada por mutações no gene VAPB. A proteína VAPB está envolvida com diversos processos celulares. Nossos dados sugerem que a mutação P56S na VAPB diminui a interação dela com outras duas outras proteínas: Tubulina e GAPDH. Por terem sido previamente relacionadas a outras formas de doenças neurodegenerativas, essas proteínas são potenciais pontos-chave para desvendar a patogênese da ELA8 e de outras formas de DNM. Um número significativo de drogas testadas com sucesso em modelos animais de ELA não pôde ser transferido para os pacientes, trazendo à tona a necessidade de novos sistemas de estudo da doença. A tecnologia das iPSC torna possível a reprogramação celular para um estágio de pluripotência, permitindo a modelagem de doenças in vitro. Apresentamos um novo modelo de ELA baseado em células iPSC derivadas de pacientes com ELA8. Este modelo apresenta uma redução dos níveis de VAPB quando comparado com os controles. Contudo, não identificamos os agregados intracitoplasmáticos, característicos dos modelos de super-expressão. Mostramos pela primeira vez que células-tronco embrionárias humanas normais expressam VAPB. Adicionalmente, nossos resultados sugerem que os pacientes com ELA8 teriam uma redução dos níveis de VAPB desde o início de suas vidas e revelam a importância de modelar a ELA num background humano. Dessa forma, sugerimos a hipótese de que quantidades específicas de VAPB sejam cruciais para a viabilidade dos neurônios motores. A busca por alterações no número de cópias levou à identificação do primeiro caso de uma duplicação multi-exônica (exon10_12dup) no gene SPG4, ampliando o espectro de mutações encontradas nesse gene. Esta mutação leva à formação de um códon de parada prematuro, sugerindo que a proteína produzida não é funcional. A análise de 30 indivíduos portadores desta mutação mostrou que os homens possuem, na média, idade de início antecipada e quadro clínico mais severo. Esses dados sugerem que certas doenças neuromusculares podem ser moduladas por fatores relacionados ao background individual e ao gênero. Em suma, apoiamos a idéia de que os microtúbulos estariam envolvidos na patogênese das doenças neuromusculares, visto que tanto a VAPB quanto a Espastina interagem com estes elementos do citoesqueleto. Ainda, apresentamos um novo modelo in vitro de análise da ELA e além de justificar os estudos num background humano. / The motor neuron diseases (MND) show a huge clinical and genetic variability. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is the most common late-onset form of MND. ALSs devastating and incurable manifestation leads to a profound loss of life quality. ALS8 is an autosomal dominant form of ALS caused by mutations in the VAPB gene. The VAPB protein is involved with many cellular processes and our data suggest that P56S mutation in this protein reduces its interaction with two other proteins: Tubulin and GAPDH. Since these proteins were previously related to other types of neurodegenerative diseases they potentially are key points to reveal the processes responsible for ALS8 and other MND. A substantial number of successful drug tests in ALS animal models could not be translated to humans, showing the need of novel ALS systems. iPSC technology made possible cellular reprogramming. The iPSC technology brings new hope in this area since it can be used to model diseases in vitro. Here we present a new ALS model based on ALS8-iPSC. Compared to control samples, this model shows a reduction of VAPB levels. However, we could not identify intracytoplasmic aggregates, which characterize overexpression models. We show for the first time that human embryonic stem cells express VAPB. Combined with results showing a VAPB reduction in ALS8 samples, it suggests that ALS8 patients present diminished protein levels since the beginning of their lives and reveal the importance of modeling ALS in a human background. The search for copy number variations has led to the identification of the first multiexonic duplication (exon10_12dup) in SPG4 gene, expanding the mutation spectrum in this gene. This mutation leads to a premature stop codon, which suggests that the expressed protein is not functional. The analysis of 30 individuals who carry the mutation showed that males have on average an earlier AAO and are more severely affected. These data suggest specific neuromuscular diseases can be modulated by factors related to individual background and gender. In sum, we support the idea that microtubules can be involved with neuromuscular disorders pathogenesis, since both VAPB and Spastin interact with these cytoskeleton components. Additionally, we present a new in vitro model to ALS analysis and we justify the studies in a human background.

As doenças do neurônio motor (DNM) apresentam grande variabilidade clínica e genética. A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é a forma mais comum de DNM de início tardio. Sua manifestação devastadora e incurável leva a uma profunda perda da qualidade de vida do paciente. A ELA8 é uma forma autossômica dominante de ELA familial causada por mutações no gene VAPB. A proteína VAPB está envolvida com diversos processos celulares. Nossos dados sugerem que a mutação P56S na VAPB diminui a interação dela com outras duas outras proteínas: Tubulina e GAPDH. Por terem sido previamente relacionadas a outras formas de doenças neurodegenerativas, essas proteínas são potenciais pontos-chave para desvendar a patogênese da ELA8 e de outras formas de DNM. Um número significativo de drogas testadas com sucesso em modelos animais de ELA não pôde ser transferido para os pacientes, trazendo à tona a necessidade de novos sistemas de estudo da doença. A tecnologia das iPSC torna possível a reprogramação celular para um estágio de pluripotência, permitindo a modelagem de doenças in vitro. Apresentamos um novo modelo de ELA baseado em células iPSC derivadas de pacientes com ELA8. Este modelo apresenta uma redução dos níveis de VAPB quando comparado com os controles. Contudo, não identificamos os agregados intracitoplasmáticos, característicos dos modelos de super-expressão. Mostramos pela primeira vez que células-tronco embrionárias humanas normais expressam VAPB. Adicionalmente, nossos resultados sugerem que os pacientes com ELA8 teriam uma redução dos níveis de VAPB desde o início de suas vidas e revelam a importância de modelar a ELA num background humano. Dessa forma, sugerimos a hipótese de que quantidades específicas de VAPB sejam cruciais para a viabilidade dos neurônios motores. A busca por alterações no número de cópias levou à identificação do primeiro caso de uma duplicação multi-exônica (exon10_12dup) no gene SPG4, ampliando o espectro de mutações encontradas nesse gene. Esta mutação leva à formação de um códon de parada prematuro, sugerindo que a proteína produzida não é funcional. A análise de 30 indivíduos portadores desta mutação mostrou que os homens possuem, na média, idade de início antecipada e quadro clínico mais severo. Esses dados sugerem que certas doenças neuromusculares podem ser moduladas por fatores relacionados ao background individual e ao gênero. Em suma, apoiamos a idéia de que os microtúbulos estariam envolvidos na patogênese das doenças neuromusculares, visto que tanto a VAPB quanto a Espastina interagem com estes elementos do citoesqueleto. Ainda, apresentamos um novo modelo in vitro de análise da ELA e além de justificar os estudos num background humano. / The motor neuron diseases (MND) show a huge clinical and genetic variability. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is the most common late-onset form of MND. ALSs devastating and incurable manifestation leads to a profound loss of life quality. ALS8 is an autosomal dominant form of ALS caused by mutations in the VAPB gene. The VAPB protein is involved with many cellular processes and our data suggest that P56S mutation in this protein reduces its interaction with two other proteins: Tubulin and GAPDH. Since these proteins were previously related to other types of neurodegenerative diseases they potentially are key points to reveal the processes responsible for ALS8 and other MND. A substantial number of successful drug tests in ALS animal models could not be translated to humans, showing the need of novel ALS systems. iPSC technology made possible cellular reprogramming. The iPSC technology brings new hope in this area since it can be used to model diseases in vitro. Here we present a new ALS model based on ALS8-iPSC. Compared to control samples, this model shows a reduction of VAPB levels. However, we could not identify intracytoplasmic aggregates, which characterize overexpression models. We show for the first time that human embryonic stem cells express VAPB. Combined with results showing a VAPB reduction in ALS8 samples, it suggests that ALS8 patients present diminished protein levels since the beginning of their lives and reveal the importance of modeling ALS in a human background. The search for copy number variations has led to the identification of the first multiexonic duplication (exon10_12dup) in SPG4 gene, expanding the mutation spectrum in this gene. This mutation leads to a premature stop codon, which suggests that the expressed protein is not functional. The analysis of 30 individuals who carry the mutation showed that males have on average an earlier AAO and are more severely affected. These data suggest specific neuromuscular diseases can be modulated by factors related to individual background and gender. In sum, we support the idea that microtubules can be involved with neuromuscular disorders pathogenesis, since both VAPB and Spastin interact with these cytoskeleton components. Additionally, we present a new in vitro model to ALS analysis and we justify the studies in a human background.

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva e incurável, caracterizada pela perda seletiva dos neurônios motores (NM) superiores e inferiores com uma sobrevida média de 3 anos. As manifestações clínicas dependem da topografia e comprometimento dos NM. De causa desconhecida, descrições apontam para a participação das células gliais (astrócitos, microglia e célula de Schwann) na toxicidade neuronal. A retração precoce do axônio no músculo esquelético sugere a participação da célula de Schwann na morte neuronal retrógrada (dying back). Este estudo descreveu as alterações na expressão gênica no nervo motor extensor curto do hálux ainda funcionante dos pacientes ELA e o ramo motor do nervo acessório de sujeitos-controle (19 ELA, sendo 9 ELA espinhal e 5 ELA bulbar; 5 controles), utilizando-se plataformas expandidas de microarranjos de DNA (microarray) e análises de bioinformática (DAVID e os seus bancos de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes e o Gene Onthology Consorciun Anottation). Os resultados foram validados por PCRq e Redes de Interação de Proteínas foram geradas pelo Cytoscape. Foram encontrados 138 genes diferencialmente expressos entre esses grupos. O ribossomo e a síntese proteica foram apontados como elementos centrais no estudo em eventos relacionados tanto à neurotoxicidade quanto a protetivos. As Redes destacaram o gene EPS8 na ELA (ambas as formas, ELA bulbar e espinhal) em relação aos controles e o gene FAU na ELA bulbar em relação à ELA espinhal. Os genes e as vias apontados neste estudo deverão ser testados como alvos terapêuticos em estudos futuros envolvendo a ELA / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an incurable progressive neurodegenerative disease characterized by the selective loss of upper and lower motor neurons (MN), with a median survival of 3 years. Clinical manifestations depend on onset site and involvement of the MN. Although the cause of ALS is unknown, reports point towards the participation of glial cells (astrocytes, microglia and Schwann cells) in the neuronal toxicity. The early retraction of the axonium indicates a participation of the Schwann cells in retrograde neuronal death (dying back). The current study described the abnormalities in the genic expression of the functioning extensor hallucis brevis motor neuron from ALS subjects, and the motor branch of the accessory nerve from control subjects (19 ALS, being 9 spinal and 5 bulbar types; 5 controls), through an expanded platform of DNA microarrays and bioinformatics analyses (DAVID, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, and Gene Onthology Consortium Annotation databases). The results were validated by Quantitative PCR (PCRq) and Protein-Protein interaction network generated by Cytoscape. A total of 138 differentially expressed genes were found in these groups. In this study, the ribosome and protein synthesis were pointed as central elements related both to neurotoxicity and protective events. These networks highlighted the EPS8 gene in ALS (in both types, bulbar and spinal) when correlated to controls, and the FAU gene in bulbar ALS in relation to spinal ALS. The genes and pathways identified in this study should be tested as therapeutic targets in future studies approaching ALS

Introdução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença degenerativa e progressiva que afeta neurônios motores da medula espinhal, tronco cerebral e/ ou córtex motor. Sua manifestação clínica é bastante variada, sua etiologia desconhecida e a progressão, fatal. Não existe ainda um tratamento curativo para a ELA, porém alguns medicamentos e a realização de fisioterapia podem auxiliar, fornecendo ao paciente uma melhor qualidade de vida. Objetivos: Testar a hipótese de que técnicas quantitativas de Ressonância Magnética (RM) são eficazes para detectar a lesão neuronal no encéfalo de pacientes com ELA no estágio inicial da doença e, verificar se existe correlação entre a lesão encefálica e a perda funcional do paciente. Dessa forma, pretende-se estabelecer um protocolo capaz de contribuir para o diagnóstico precoce da ELA. Metodologia: Quinze pacientes com diagnóstico de ELA definida ou provável (12 homens e três mulheres), com idade entre 37 e 79 anos e seus respectivos controles foram submetidos a um protocolo de avaliação por RM, que incluiu um estudo estrutural volumétrico e quantitativo do dano neuronal e mielínico por razão de sequências ponderadas em T1 e FLAIR, da Transferência de Magnetização (MT), Relaxometria, Anisotropia Fracionada (FA) e Difusão (DTI), além da Espectroscopia de prótons. Alguns dos sujeitos foram submetidos também à uma avaliação física de força muscular, de funcionalidade através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), de qualidade de vida através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) e de quantificação da fadiga pela Fadigue Severity Scale (FSS). Os dados da RM dos dois grupos foram comparados através da análise de variância multi e univariada e submetidos à correção de múltiplas comparações de Bonferroni. Nas variáveis com diferença significante entre os grupos, foi estudada a validade preditiva da medida, calculando-se a área sob a curva ROC e estabelecidos os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia. Os dados das escalas foram comparados pelo teste de Mann-Whitney e correlacionados entre si e com as estruturas através da correlação de Spearman. Resultados: As várias técnicas da RM, com exceção da MT, identificaram pelo menos uma estrutura com diferença significante entre os dois grupos, totalizando 11 estruturas mais a razão dos metabólitos NAA/Cre. Os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia foram satisfatórios variando entre 0,60 e 1,00 , com destaque para o Volume do Giro Superior Frontal Direito e Giro Superior Frontal Esquerdo que apresentaram valores 1,00 , 0,93 e 0,97 , respectivamente. As escalas ALSFRS-R e ALSAQ-40 apresentaram diferença significativa entre os dois grupos, mas a FSS não apresentou. As escalas apresentaram correlação significativa entre si em quase todos os escores totais e domínios. Já a correlação das escalas com as estruturas foi significativa apenas para o Volume. Conclusões: Técnicas como DTI, FA, Relaxometria e Volume se mostraram mais eficazes no diagnóstico precoce de pacientes com ELA do que as outras. A redução de volume de substância cinzenta se correlacionou positivamente com a ALSFRS-R. Por fim, propomos um protocolo para avaliação de pacientes com ELA, que inclua imagem volumétrica de alta resolução para cálculo da Volumetria e DTI. / Introduction: Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a progressive and degenerative disease that affects motor neurons in the spinal cord, brain stem and/ or motor cortex. Their clinical presentation is varied, its unknown etiology and fatal progression. There isnt still a curative treatment for ALS, but some medications and physical therapy can help by providing the patient a better quality of life. Objectives: To test the hypothesis that quantitative techniques of magnetic resonance imaging (MRI) are effective to detect neuronal damage in the brain of patients with ALS at the inicial stage of the disease and see if there is a correlation between brain injury and functional loss of the patient. Thus, we intend to establish a protocol can to contribute to early diagnosis of ALS. Methods: Fifteen patients with definite or probable ALS (12 men and three women) aged between 37 and 79 and their respective controls underwent an MRI evaluation protocol, including a volumetric and quantitative structural study of damage neuronal and myelin by reason of T1-weighted sequences and FLAIR , Magnetization Transfer (MT), Relaxometry, Fractional Anisotropy (FA), Diffusion (DTI) and Proton magnetic resonance spectroscopy. Some of the subjects also underwent a physical assessment of muscle strength, functionality by Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), quality of life through the Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) and quantification of fatigue by Fadigue Severity Scale (FSS). The MRI data of the two groups were compared using analysis of variance multivariate and univariate and submitted to correction for multiple comparisons of Bonferroni. In the variables with significant differences between groups, we studied the predictive validity of the measure, by calculating the area under the ROC curve and set the sensitivity, specificity and accuracy. The data of the scales were compared using Mann-Whitney test and correlated with each other and with the structures by Spearman correlation. Results: The various MRI techniques, with the exception of MT, identified at least one structure with a significant difference between the two groups, a total of 11 structures over the reason for the metabolites NAA/Cre. The sensitivity, specificity and accuracy were satisfactory ranging from 0.60 to 1.00 , with emphasis on Volume of Gyros Superior Frontal Right and Gyros Superior Frontal Left that averaged 1.00 , 0.93 and 0,97 , respectively. The ALSFRS-R and ALSAQ-40 scales showed significant differences between the two groups, but the FSS did not. The scales were significantly correlated with each other in almost all domains and total scores. The correlation with the structures of the scales was significant only for the Volume. Conclusions: Techniques such as DTI, FA, Relaxometry and Volume are more effective in early diagnosis of ALS patients than others. The decrease in gray matter volume was positively correlated with the ALSFRS-R. Finally, we propose a protocol for evaluation patients with ALS, including high-resolution volumetric image to calculate the Volume and DTI.

Introdução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença degenerativa e progressiva que afeta neurônios motores da medula espinhal, tronco cerebral e/ ou córtex motor. Sua manifestação clínica é bastante variada, sua etiologia desconhecida e a progressão, fatal. Não existe ainda um tratamento curativo para a ELA, porém alguns medicamentos e a realização de fisioterapia podem auxiliar, fornecendo ao paciente uma melhor qualidade de vida. Objetivos: Testar a hipótese de que técnicas quantitativas de Ressonância Magnética (RM) são eficazes para detectar a lesão neuronal no encéfalo de pacientes com ELA no estágio inicial da doença e, verificar se existe correlação entre a lesão encefálica e a perda funcional do paciente. Dessa forma, pretende-se estabelecer um protocolo capaz de contribuir para o diagnóstico precoce da ELA. Metodologia: Quinze pacientes com diagnóstico de ELA definida ou provável (12 homens e três mulheres), com idade entre 37 e 79 anos e seus respectivos controles foram submetidos a um protocolo de avaliação por RM, que incluiu um estudo estrutural volumétrico e quantitativo do dano neuronal e mielínico por razão de sequências ponderadas em T1 e FLAIR, da Transferência de Magnetização (MT), Relaxometria, Anisotropia Fracionada (FA) e Difusão (DTI), além da Espectroscopia de prótons. Alguns dos sujeitos foram submetidos também à uma avaliação física de força muscular, de funcionalidade através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), de qualidade de vida através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) e de quantificação da fadiga pela Fadigue Severity Scale (FSS). Os dados da RM dos dois grupos foram comparados através da análise de variância multi e univariada e submetidos à correção de múltiplas comparações de Bonferroni. Nas variáveis com diferença significante entre os grupos, foi estudada a validade preditiva da medida, calculando-se a área sob a curva ROC e estabelecidos os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia. Os dados das escalas foram comparados pelo teste de Mann-Whitney e correlacionados entre si e com as estruturas através da correlação de Spearman. Resultados: As várias técnicas da RM, com exceção da MT, identificaram pelo menos uma estrutura com diferença significante entre os dois grupos, totalizando 11 estruturas mais a razão dos metabólitos NAA/Cre. Os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia foram satisfatórios variando entre 0,60 e 1,00 , com destaque para o Volume do Giro Superior Frontal Direito e Giro Superior Frontal Esquerdo que apresentaram valores 1,00 , 0,93 e 0,97 , respectivamente. As escalas ALSFRS-R e ALSAQ-40 apresentaram diferença significativa entre os dois grupos, mas a FSS não apresentou. As escalas apresentaram correlação significativa entre si em quase todos os escores totais e domínios. Já a correlação das escalas com as estruturas foi significativa apenas para o Volume. Conclusões: Técnicas como DTI, FA, Relaxometria e Volume se mostraram mais eficazes no diagnóstico precoce de pacientes com ELA do que as outras. A redução de volume de substância cinzenta se correlacionou positivamente com a ALSFRS-R. Por fim, propomos um protocolo para avaliação de pacientes com ELA, que inclua imagem volumétrica de alta resolução para cálculo da Volumetria e DTI. / Introduction: Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a progressive and degenerative disease that affects motor neurons in the spinal cord, brain stem and/ or motor cortex. Their clinical presentation is varied, its unknown etiology and fatal progression. There isnt still a curative treatment for ALS, but some medications and physical therapy can help by providing the patient a better quality of life. Objectives: To test the hypothesis that quantitative techniques of magnetic resonance imaging (MRI) are effective to detect neuronal damage in the brain of patients with ALS at the inicial stage of the disease and see if there is a correlation between brain injury and functional loss of the patient. Thus, we intend to establish a protocol can to contribute to early diagnosis of ALS. Methods: Fifteen patients with definite or probable ALS (12 men and three women) aged between 37 and 79 and their respective controls underwent an MRI evaluation protocol, including a volumetric and quantitative structural study of damage neuronal and myelin by reason of T1-weighted sequences and FLAIR , Magnetization Transfer (MT), Relaxometry, Fractional Anisotropy (FA), Diffusion (DTI) and Proton magnetic resonance spectroscopy. Some of the subjects also underwent a physical assessment of muscle strength, functionality by Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), quality of life through the Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) and quantification of fatigue by Fadigue Severity Scale (FSS). The MRI data of the two groups were compared using analysis of variance multivariate and univariate and submitted to correction for multiple comparisons of Bonferroni. In the variables with significant differences between groups, we studied the predictive validity of the measure, by calculating the area under the ROC curve and set the sensitivity, specificity and accuracy. The data of the scales were compared using Mann-Whitney test and correlated with each other and with the structures by Spearman correlation. Results: The various MRI techniques, with the exception of MT, identified at least one structure with a significant difference between the two groups, a total of 11 structures over the reason for the metabolites NAA/Cre. The sensitivity, specificity and accuracy were satisfactory ranging from 0.60 to 1.00 , with emphasis on Volume of Gyros Superior Frontal Right and Gyros Superior Frontal Left that averaged 1.00 , 0.93 and 0,97 , respectively. The ALSFRS-R and ALSAQ-40 scales showed significant differences between the two groups, but the FSS did not. The scales were significantly correlated with each other in almost all domains and total scores. The correlation with the structures of the scales was significant only for the Volume. Conclusions: Techniques such as DTI, FA, Relaxometry and Volume are more effective in early diagnosis of ALS patients than others. The decrease in gray matter volume was positively correlated with the ALSFRS-R. Finally, we propose a protocol for evaluation patients with ALS, including high-resolution volumetric image to calculate the Volume and DTI.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease that affects the somatic motor system through the degeneration of upper and lower motors neurons. Evidence suggests that the cerebrospinal fluid (CSF), which is in direct contact with the nervous system, has soluble substance that could cause injuries in motor neurons. Animal models that express mutant ALS associated genes have been created to study the various etiopathological mechanisms which manifest themselves similarly to that occur in ALS patients. However, these models best represent the etiology of the disease in familiar cases and there is not yet an animal model that represents the characteristics of the disease in sporadic form, despite the similarity between familiar and sporadic cases. Thus, the aim of this study was to evaluate the motor and histological changes after intracerebroventricular injection (i.c.v.) of CSF from ALS sporadic patients in rats. 43 seven-month-old Wistar rats were used, coming from the sectoral animal facility of the Department of Physiology at the Federal University of Sergipe. The study was divided into two experiments: (I) with a single administration i.c.v. of the CSF and (II) with repeated administration i.c.v. of the CSF. In the experiment I, the animals were divided into 3 groups: control (CTR, artificial CSF solution), non-ALS (N-ALS, CSF of patients without neurological disease) and ALS (ALS, LCR of patients with sporadic ALS) who received a single injection i.c.v. (7.5μL) and one week after were subjected to motor tests: strength test, catalepsy test, open field test and walking test once a week for 30 days. In the Experiment II, animals were divided into 3 groups: control (CTR) Non-ALS (N-ALS) and ALS and they received daily injection for 6 days, i.c.v. (5.0μL). Throughout the treatment the animals underwent the motor tests already mentioned. After the tests, in both experiments, rats were anesthetized, perfused, their spinal cords were removed and subjected to histological analysis by hematoxylin-eosin for general morphological observation. In the first experiment ,in ALS group, motor alteration was observed in the strength test, open field and in the walking test, accompanied by a reduction of motor neurons and glial cells in the thoracic and lumbar regions of the spinal cord. In the second experiment, Also in the ALS group, it was observed driving change in catalepsy, open field and in the walking test, accompanied by an increase of glial cells in the lumbar region of the spinal cord. Data presented in this study show that the CSF management of ALS patients can cause pathogenic mechanisms similar to those seen in humans and other animal models of ALS. / A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva, que afeta o sistema motor somático através da degeneração dos neurônios motores superiores e inferiores. Evidências apontam que o líquido cefalorraquidiano (LCR), que está em íntimo contato com o sistema nervoso, apresenta substâncias solúveis que podem provocar lesões em neurônios motores. Modelos animais que expressam genes mutantes associados à ELA foram desenvolvidos, para o estudo dos mais diversos mecanismos etiopatológicos que se manifestam de forma similar aos que ocorrem em pacientes com a doença. Entretanto, esses modelos representam melhor a etiologia da doença em casos familiares e, apesar da semelhança entre casos familiares e esporádicos, ainda não se tem um modelo animal que represente características da doença nesta última. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi avaliar as alterações motoras e histológicas após injeção intracerebroventricular (i.c.v.) de LCR de pacientes com ELA esporádica em ratos Wistar. Foram ultilizados 43 ratos Wistar, com idade aproximada de sete meses, provenientes do Biotério Setorial do Departamento de Fisiologia da Universidade Federal de Sergipe. O trabalho foi dividido em 2 experimentos: (I) com uma única administração i.c.v. de LCR e (II) com administrações repetidas i.c.v. de LCR. No experimento I os animais foram divididos em 3 grupos, controle (CTR, solução de LCR artificial), não-ELA (NELA, LCR de pacientes sem doenças neurológicas) e ELA (ELA, LCR de paciente com ELA esporádica) que receberam uma única injeção i.c.v. de 7,5 μL e após uma semana foram submetidos aos testes motores: teste de força, catalepsia, campo aberto e teste de marcha uma vez por semana durante 30 dias. No experimento II, os animais foram divididos em 3 grupos, controle (CTR), Não-ELA (N-ELA) e ELA que receberam uma injeção diária, durante 6 dias, i.c.v. de 5 μL. Ao longo do tratamento, os animais foram submetidos aos testes motores acima mencionados. Após os testes, em ambos experimentos, os ratos foram anestesiados, perfundidos, suas medulas removidas e submetidas à análise histológica pela coloração de hematoxilina-eosina para observação morfológica geral. No experimento I, no grupo ELA, foi observado alteração motora no teste de força, campo aberto e no teste de marcha, acompanhado por uma redução de neurônios motores e células gliais na região torácica e lombar da medula espinal. No experimento II, também no grupo ELA, foi observado alteração motora na catalepsia, campo aberto e no teste de marcha, acompanhado de um aumento de células gliais na região lombar da medula espinal. Os dados apresentados neste estudo mostram que a administração de LCR de pacientes com ELA pode provocar mecanismos patogênicos semelhantes aos observados em humanos e outros modelos animais de ELA.