A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada por déficit cognitivo, associada com prejuízos no metabolismo energético e na via de sinalização da insulina encefálicos. A injeção intracerebroventricular de baixas doses de estreptozotocina (STZ) tem sido utilizada como um modelo experimental da DA em ratos. Nesse sentido, tem sido demonstrada a participação do sistema canabinoide em processos neurodegenerativos e seus efeitos neuroprotetores e anti-inflamatórios. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as alterações comportamentais e moleculares em modelos experimentais (in vivo e in vitro) expostos à STZ e avaliar a participação do sistema canabinoide. A STZ produziu prejuízo cognitivo, morte celular por apoptose, deficiência na resposta à insulina e alterações na via IR/PI3K, semelhantes às encontradas na DA. O agonista canabinoide ACEA foi capaz de reverter o prejuízo cognitivo, modificar as alterações proteicas da via IR/PI3K, e regular positivamente a via anti-apoptótica, gerando uma neuroproteção. / Alzheimer\'s disease (AD) is characterized by cognitive deficit associated with energy metabolism impairment and changes in insulin signaling. In this context, low doses of intracerebroventricular streptozotocin (STZ) injection has been used as an experimental model of AD in rats. Several studies have demonstrated the participation of the cannabinoid system in neurodegenerative processes and its neuroprotective and anti-inflammatory properties. Thus, the aim of this work was to characterize the molecular and behavior alterations in experimental models (in vitro and in vivo) produced by STZ exposure and evaluate the cannabinoid system participation in these models. STZ was able to induce cognitive impairment, apoptosis cell death, impaired insulin response and alterations in the IR/PI3K signaling pathway, similar to those found in AD. CB1 agonist, ACEA reversed cognitive impairment and modified some protein changes in IR/PI3K pathway caused by STZ, and positively regulate the anti-apoptotic pathway, generating neuroprotection.

O glaucoma é definido como uma típica neuropatia óptica caracterizada por perda de células ganglionares e consequente lesão no nervo óptico, resultando em uma gradual redução do campo visual, podendo causar cegueira. Considerando que os compostos presentes nas peçonhas de aranhas representam uma fonte importante de moléculas bioativas, o estudo dos possíveis efeitos neuroprotetores destas substâncias, em modelos experimentais de glaucoma, é uma etapa indispensável para o desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento desta neuropatologia. Neste contexto, nosso grupo de pesquisa tem investigado compostos neuroativos isolados da peçonha da aranha Parawixia bistriata. Até o momento três moléculas isoladas, a PbTx1.2.3 (Parawixina 1), a FrPbAII (Parawixina 2) e a Parawixina 10 mostraram efeitos anticonvulsivantes e neuroprotetores, devido à suas ações na facilitação da recaptação de L-GLU (Parawixinas 1 e 10) ou na inibição da recaptação de GABA (Parawixina 2). Além destes compostos também isolamos a Parawixina 11 (PW11). Os resultados obtidos até agora demonstraram que a Parawixina 11 possui efeito anticonvulsivante em ratos submetidos à indução de crises por vários convulsivantes e foi neuroprotetora após indução de Status epilepticus por pilocarpina. Sendo assim, o presente estudo consistiu em verificar se a PW11 também seria neuroprotetora em um modelo de glaucoma agudo e tentar inferir seu mecanismo de ação, comparando-a e asssociando-a ao muscimol, ao ácido nipecótico, ao ALX 5407 e ao riluzol. Para isso, o modelo utilizado foi o de aumento da pressão intra-ocular (PIO), interrompendo o fluxo sanguíneo na retina e causando isquemia. Foi utilizado um sistema com pressão de ar, constituído por uma agulha de punção venosa de 27 G, conectada a um reservatório de ar acoplado a um manômetro. Ratos Wistar (200 - 250 g) foram anestesiados e cada grupo (n=4) recebeu uma injeção intravítrea (volume de 1,2 µL) no olho esquerdo, de uma das seguintes substâncias: água deionizada (VE1); DMSO a 4,7%; 0,05µg/µL de PW11; 0,10 µg/µL de PW11; 0,20 µg/µL de PW11; 5 µg/µL de muscimol; 3 µg/µL de ácido nipecótico; 0,30 µg/µL de ALX 5407; 23,45 µg/µL riluzol. Outros grupos receberam uma injeção (volume de 2,4 µL) com uma das seguintes associações: 0,10 µg/µL PW1 + muscimol; 0,10 µg/µL de PW11 + ácido nipecótico; 0,10 µg/µL de PW11 + ALX 5407 e 0,10 µg/µL de PW11 + riluzol. Quinze minutos após a injeção, foi aplicada uma pressão de 120 mmHg, por 45 min, causando isquemia retiniana. Alguns animais, que faziam parte do grupo isquemia (ISQ), foram sacrificados logo após esse tempo. Já os do grupo isquemia/reperfusão (ISQ/REP) tiveram a PIO normalizada durante 15 min, após a isquemia, permitindo o retorno do fluxo sanguíneo na retina, e só então foram sacrificados. Em seguida, os olhos foram removidos e fixados em solução ALFAC. As retinas isquêmicas com e sem reperfusão apresentaram núcleos picnóticos, vacuolização citoplasmática, edema e desorganização das camadas, característicos deste tipo de lesão. Após ISQ, os tratamentos com 0,10 e 0,20 µg/µL de PW11 preservaram, respectivamente, 17,51 e 37,45% de células na CNI, se comparados com o grupo VE1. Na CCG, quando a PW11 foi associada ao agonista do receptor GABAA, o muscimol, e ao inibidor do transportador de GABA do tipo GAT1, o ácido nipecótico, houve proteção significativa de 37,07 e 44,81%, respectivamente, se comparada ao grupo VE1, indicando inespecificidade da PW11 no sistema gabaérgico. Após ISQ/REP, as densidades celulares na CCG das retinas tratadas com 0,05, 0,10 e 0,20 µg/µL de PW11 foram, respectivamente, 32,88, 24,05 e 28,27% maiores do que a das retinas do grupo VE1. Já na CNI, as densidades celulares após os tratamentos com PW11 foram, respectivamente, 38,78, 35,25 e 30,96% maiores do que a das retinas do grupo VE1. Com relação à presença de neurônios em degeneração marcados com Fluro-Jade C, as retinas dos animais tratados apresentaram menos marcações na CNI, CPI e CCG, se comparadas com as dos grupos VE1 e DMSO. Diante destes efeitos, conclui-se que a PW11 pode ser uma interessante ferramenta para o desenvolvimento de terapias que combinemdiferentes drogas no tratamento do glaucoma e de outras neuropatologias. / Glaucoma is defined as a typical optic neuropathy characterized by ganglion cells loss and consequent optic nerve damage, resulting in a gradual reduction of the visual field and eventual blindness. In regard to compounds present in spider venoms, they represent an interesting source of bioactive molecules and the study about the possible neuroprotective effects of these substances, in experimental models of glaucoma, is an important step to developed new drugs to treating this disease. Therefore, our research group has investigated neuroactive compounds isolated from Parawixia bistriata spider venom. Nowadays, three purified molecules, PbTx1.2.3 (Parawixin 1), FrPbAII (Parawixin 2) and Parawixin 10 showed anticonvulsant and neuroprotective effects. They enhance the L-gluatamate uptake (Parawixin 1 and 10) or inhibit the GABA uptake (Parawixin 2). In addition these compounds, we also isolated the Parawixin 11 (PW11). So far, the results with PW11 showed the anticonvulsant effect in rats after seizures drug-induced and neuroprotetive effect after Status epilepticus pilocarpine -induced. Nevertheless, this study was to exemine if Pw11 could also be neuroprotective in acute glaucoma model and attempt to infer the mechanism of action, comparing it and associating it to muscimol, nipecotic acid, ALX 5407 and riluzole. For this, the model used was the intraocular pressure (IOP) elevation, disrupting the blood flow in retina and causing ischemia. It was used a system with air pressure, comprising of a 27G venous puncture needle connected to an air reservoir coupled to a manometer. Male Wistar rats (200-250 g) were anesthetized and each group (n=4) received an intravitreal injection (volumn = 1,2 µL) in the left eye of one of the following substances: deionized water (VE1); DMSO 4,7%, 0,05 µg/µL of PW11; 0,10 µg/µL of PW11; 0,20 µg/µL of PW11; 5 µg/µL of muscimol;3µg/µL of nipecotic acid; 0,30 µg/µL of ALX 5407;23,45 µg/µL of riluzole. Other groups received an injection (volumn = 2,4 µL) with one of the following associations: 0,10 µg/µL of PW11+muscimol; 0,10 µg/µL of PW11+nipecotic acid; 0,10 µg/µL of PW11+ALX 5407 and 0,10 µg/µL of PW11+riluzole. Fifteen minutes later, the IOP was raised up to 120 mmHg for 45 min, inducing retinal ischemia. Some animals, which were ischemia group (ISCH), were sacrificed immediately thereafter. The ischemia/reperfusion (ISCH/REP) group animals had IOP normalizedduring 15 min, after ischemia, making possible the blood flow return and, then, they were euthanized. Then, the eyes were removed and fixed in ALFAC solution. The ischemic retinas with or without reperfusion showed piknotic nuclei, citoplasmatic vacuolization, edema and disorganization of the retinal layers, characteristics of this lesion type. After ISCH, treatments with 0.1 and 0.2 µg/µL of PW11 preserved, respectively, 17.51 and 37.45% of cells in the INL if compared with VE1 group. In the GCL, when PW11 was associated to muscimol, a GABAA receptor agonist, and to nipecotic acid, a GAT-1 transporter inhibtor, there was significant protection of 37.07 and 44.81%, respectively, if compared with VE1 group, indicating nonspecificity of PW11 in gabaergic system. After ISCH/REP, cell densities in GCL of treated retinas with 0.05, 0.10 ad 0.20 µg/µL of PW11 were 32.88, 24.05 and 28.27% higher than that of VE1 group retinas, respectively. In INL, the cell densities after PW11 treatments were 38.78, 35.25 and 30.96% higher than that of VE1 group retinas, respectively. Regarding the presence of Fluoro-Jade C (FJC) stained degenerating neurons, retinas from treated animals showed less FJC-positive neurons in INL, IPL and GCL if compared with those of VE1 and DMSO groups. In view of these effects, it is concluded that the PW11 can be a useful tool to developed therapies that combine different drugs in glaucoma and other neuropathology treatments.

A doença de Alzheimer (DA) é a principal causa de demência na população idosa mundial. O tratamento de primeira escolha em pacientes com DA de grau leve a moderado é com anticolinesterásicos, que promovem modesta melhora cognitiva. Trabalhos mostram que o lítio também possui efeito benéfico para o tratamento da DA e que é ainda mais eficaz se utilizado como prevenção dos sintomas de demência, mesmo em doses mais baixas que as terapêuticas. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito de uma microdose de lítio em associação com um anticolinesterásico, para a memória e neuroproteção em modelos in vitro e in vivo de neurodegeneração induzida com o peptídeo <font face = \"symbol\">bA1-40. Em culturas organotípicas de hipocampo de camundongos c57Bl/6 de 12 meses de idade, foi observado aumento significativo da morte neuronal após incubação de <font face = \"symbol\">bA (10 <font face = \"symbol\">mg/mL). O tratamento com 10 <font face = \"symbol\">mM de lítio protegeu as fatias de hipocampo da morte celular, independente do tratamento com rivastigmina. O tratamento das fatias com lítio não alterou a atividade da acetilcolinesterase, diferente do observado com rivastigmina, porém, houve aumento não significativo da densidade de BDNF, em relação às fatias não tratadas. Para os estudos in vivo, camundongos C57Bl/6 machos de 10 meses de idade foram submetidos a três sessões de aquisição de memória em esquiva ativa (EA) e, em seguida, à cirurgia estereotáxica para implante de minibomba osmótica contendo veículo ou <font face = \"symbol\">bA (0,46 nmol). No dia seguinte, iniciou-se o tratamento com rivastigmina (Riv; 0,3 mg/kg/dia). Formaram-se 5 grupos: veículo, <font face = \"symbol\">bA, Li, Riv e Li+Riv. Os grupos tratados com lítio receberam o fármaco (0,3 mg/kg/dia) desde os 2 meses de idade e o tratamento foi mantido até o final dos experimentos. Todos os grupos tratados com Li e/ou Riv foram infundidos com <font face = \"symbol\">bA. O grupo veículo foi tratado com água. Os animais passaram por dois testes em EA, aos 7 e 35 dias após a cirurgia; a partir do 28º dia, foram realizadas avaliações de atividade motora e de memória de curta duração, utilizando-se caixa de atividade motora e teste de reconhecimento de objeto novo, respectivamente. Observou-se que o grupo <font face = \"symbol\">bA apresentou perda de memória em EA e no teste de reconhecimento de objeto novo, quando comparado ao grupo veículo. Nenhum dos tratamentos, no entanto, foi eficaz em prevenir esse prejuízo ou promover melhora no desempenho dos animais nos testes de memória. Não houve formação de placas amiloides em nenhum dos grupos, avaliada por meio da coloração com tioflavina S, sugerindo que o prejuízo cognitivo observado foi devido à forma solúvel do peptídeo. O peptídeo <font face = \"symbol\">bA induziu o processo autofágico no grupo <font face = \"symbol\">bA, verificado pelo aumento da formação de autofagossomos (avaliados por LC3-II) e níveis inalterados de p62 em relação ao veículo. Os tratamentos promoveram uma diminuição não significativa de autofagia, em relação ao grupo <font face = \"symbol\">bA. Dados os resultados in vivo e in vitro, concluiu-se que ambos os fármacos, em monoterapia, promovem efeitos benéficos, porém, quando associados, os efeitos são perdidos. / Alzheimer\'s disease (AD) is the leading cause of dementia in the elderly. The first- choice treatment for patients with mild to moderate AD is a cholinesterase inhibitor, which leads to a modest cognitive improvement. Previous studies have shown that lithium also has a beneficial effect for the treatment of AD, but more effective if used to prevent the symptoms of dementia, even at lower doses than the therapeutic ones. The objective of this work was to evaluate the effect of a lithium microdose in association with a cholinesterase inhibitor on memory and neuroprotection in both in vivo and in vitro models of neurodegeneration induced by <font face = \"symbol\">bA1-40 peptide. By using organotypic culture of hippocampus of 12-month-old c57Bl/6 mice, it was verified a significant increase in neuronal death after incubation with <font face = \"symbol\">bA (10 <font face = \"symbol\">mg/ml). Treatment with 10 <font face = \"symbol\">bM lithium protected the hippocampal slices from cell death, independently of rivastigmine. Treatment with lithium in slices did not alter acetylcholinesterase activity, different from that observed with rivastigmine, however, there was a non-significant increase in BDNF density, in relation to untreated slices. For the in vivo evaluation, 10- month-old male C57Bl/6 mice underwent three sessions of active avoidance memory acquisition (AA) and then, stereotactic surgery for the implant of an osmotic minipump containing vehicle or <font face = \"symbol\">bA (0.46 nmol). At the next day, the treatment with rivastigmine (Riv, 0.3 mg/kg/day) was started. Five groups were formed: vehicle, <font face = \"symbol\">bA, Li, Riv and Li+iv. The lithium-treated groups received the drug (0.3 mg/kg/day) from 2 months of age and the treatment was kept until the end of the experiments. All drug-treated groups were infused with <font face = \"symbol\">bA. Vehicle group was treated with water. The animals underwent two tests in AA: at 7 and 35 days after surgery; from the 28th day, motor activity and short-term memory evaluations were performed, using a motor activity cage and the novel object recognition test, respectively. <font face = \"symbol\">bA group presented memory loss in AA and in the novel object recognition test when compared to vehicle group. None of the treatments, however, was effective in preventing this injury or promoting improvement in the performance of the animals in memory tests. There was no amyloid plaque formation in any of the groups, which was evaluated by thioflavin S staining, suggesting that the observed cognitive impairment was due to the soluble forms of the peptide. <font face = \"symbol\">bA peptide induced autophagic process in <font face = \"symbol\">bA group, as evidenced by an increase in formation of autophagosomes (assessed by LC3-II) and unaltered levels of p62 when compared to vehicle group. The treatment with Li and Riv promoted a non-significant decrease of autophagy, in relation to <font face = \"symbol\">bA group. Together, the results suggest that the drugs promote beneficial effects when used in monotherapy, however, when associated, the effects are no longer observed.

Introdução: A epilepsia do lobo temporal (ELT) é a forma mais frequente de epilepsia em adultos. Um modelo experimental de ELT consiste na indução de status epilepticus (SE) em animais por administração de Pilocarpina. Este modelo induz mudanças patofisiológicas e comportamentais em ratos muito semelhantes às observadas em seres humanos com ELT. Apesar da literatura apresentar dados relacionados às respostas celulares, pouco se conhece a respeito do envolvimento de cascatas de sinalização com insultos epileptogênicos no sistema nervoso. A enzima fosfatidilinositol-3-cinase (PI3K) está envolvida na ativação da cascata de sinalização intracelular da Akt. A Akt é uma proteína cinase especifíca de serina/treonina cuja forma ativa proporciona um controle no crescimento e proliferação celular, bem como induz um sinal de sobrevivência para a proteção de células contra a apoptose. Alguns estudos mostram que a ativação da PI3K é inibida por potentes drogas, tais como a LY294002 e a Wortmanina. A PI3K ativa a Akt e a cascata de sinais extra e intracelulares neuroprotetores pós-insultos. O estudo da ação de inibidores da PI3K em modelos de epilepsia pode fornecer dados sobre o envolvimento da Akt em sinais neuroprotetores. Objetivos: Avaliar o efeito do SE por injeção intra-hipocampal de Pilocarpina na ativação da Akt, bem como os efeitos do bloqueio desta cascata sobre as alterações patológicas observadas no hipocampo de ratos na fase aguda pós-SE. Metodologia: Ratos da cepa Wistar machos (250-300 g) foram divididos em grupos de tratamento, sendo tratados com injeções ipsilaterais na região posterior do hipocampo, com uma hora de intervalo entre drogas, das drogas: Salina e Pilocarpina (grupo Sal+Pilo), LY294002 e Pilocarpina (LY+Pilo) e Wortmanina e Pilocarpina (Wort+Pilo). No grupo considerado como controle foram injetadas as seguintes drogas: Salina e Salina (grupo Sal+Sal) ou Dimetilsulfóxido e Salina (grupo DMSO+Sal). O tempo de SE induzido por Pilocarpina foi fixado em 2 horas. Grupos de animais foram sacrificados nos instantes de 1 dia e 7 dias após o SE e seus encéfalos foram processados objetivando a imuno-histoquímica para NeuN, GFAP e Akt (pan). Resultados: A densidade neuronial na região do hilo do hipocampo foi menor no grupo Sal+Pilo, seguido dos grupos LY+Pilo e Wort+Pilo, avaliando-se os vários níveis de formação hipocampal e região posterior. Para a análise da astrogliose, na camada granular, o grupo LY+Pilo apresentou maior número de astrócitos positivos; na região do hilo hipocampal, os grupos LY+Pilo e Wort+Pilo apresentaram baixa expressão para a proteína Akt, comparados aos grupos Controles; assim como o grupo Wort+Pilo, em CA2, apresentou baixa expressão da proteína Akt somente na região posterior. Os animais Sal+Pilo sobrevida-7dias pós-SE revelaram maior expressão da Akt quando comparados com o grupo Sal+Pilo sobrevida-1dia pós-SE. Quanto à análise comportamental, o grupo Wort+Pilo apresentou maior latência para o início do SE que o grupo Sal+Pilo, não sendo observado diferença de severidade, uma vez atingido o SE. Conclusões: Na hipótese de trabalho, o uso de inibidores da fosforilação de Akt resultaria em maior morte neuronial, astrogliose e expressão inalterada da Akt. Ao contrário do esperado, os grupos que receberam injeções intra-hipocampais de inibidores de Akt, antes da indução de SE, exibiram menor perda neuronial, menor astrogliose e menor expressão da Akt para os vários níveis de formação hipocampal e no hipocampo posterior. Porém, o grupo Sal+Pilo sobrevida-7 dias pós-SE exibiu maior expressão para Akt quando comparado com o grupo Sal+Pilo de sobrevida-1 dia pós-SE. Além disso, o pré-tratamento com Wortmanina demonstrou um maior tempo de latência para o início do SE, o que nos sugere uma maior neuroproteção do que LY294002. / Introduction: Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most frequent type of adult human epilepsy. An experimental model of TLE, the Pilocarpine induced epilepsy, followed by pathofisiologic and behavioural alterations in rats resembling human diagnosis with TLE. Although there are several data on cell response in literature, few information exist on the cascade of signals involved in epileptogenesis process of central nervous system. The phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) is involved in activation of Akt intracellular signaling cascade. The serine/threonine kinase Akt, that in active form promote a control of growth and cell proliferation, such as survival sign protecting cells from apoptosis. Some studies have shown that activation of PI3K is blocked by potents pharmacological inhibitors, for example the LY294002 and Wortmannin. PI3K activate Akt and both extra and intracellular cascade signals involved in neuroprotection after seizures. The study of inhibitors mechanism in model of epilepsy can provide information on the involvement of Akt in signals of neuroprotection. Objectives: To evaluate the effects of SE by the intrahippocampal injection of Pilocarpine in Akt activation, and the effects of the blockade of this cascade on pathologic alterations observed in hippocampus of rats in acute phase after SE as well. Methods: Male Wistar rats (weighing 250 to 300 g) were divided in groups treated ipsilaterally with injections in the posterior region of hippocampus with an elapsed time of one hour subsequently after each injection of following substances: Physiological Saline and Pilocarpine (group Sal+Pilo), LY294002 and Pilocarpine (LY+Pilo), and Wortmannin and Pilocarpine (Wort+Pilo). Control groups were treated with the following drugs Saline + Saline (group Sal+Sal) or Dimethylsulphoxide + Saline (DMSO+Sal). A fixed time of 2 hours was considered for evaluating the SE induced by Pilocarpine. Animals were sacrificed 1 day and 7 days after SE, and their brains were processed imunohistochemically for NeuN, GFAP and Akt (pan) detecting. Results: The neuronal density in the hippocampal hilus was lower in the Sal+Pilo group, followed by LY+Pilo and Wort+Pilo groups, this evaluate various levels of hippocampal formation and posterior region. For the analysis of reactive astrogliosis of the granular cell layer, the LY+Pilo group presented a great number of GFAP-positive astrocytes. In the hilar region, the LY+Pilo and Wort+Pilo groups presented a reduced Akt expression compared to the Control group, such as the group Wort+Pilo in CA2, presented a reduced Akt expression only in posterior region. The Sal+Pilo animals with a survival time of 7 days after SE revealed higher Akt expression when compared to the Sal+Pilo animals with a survival time of 1 day. In behavioural analysis, the Wort+Pilo group presented major time of latency to SE than Sal+Pilo group, without differences in the disease severity, once reached the SE. Conclusions: On the contrary to the original hypothesis of this work, the use of inhibitors of Akt phosphorylating resulted in an unaltered neuronal death, astrogliosis and Akt expression. The groups that received intrahippocampal injection of Akt inhibitors before inducing SE exhibited a reduced neuronal loss, astrogliosis and Akt expression to the various levels of hippocampal formation and posterior region. But, to the Sal+Pilo group with a survival time of 7 days after SE induction exhibited greater Akt expression than Sal+Pilo group with a survival time of 1 day after SE induction. However, the pretreatment with Wortmannin displayed major time of latency to SE induction, suggesting this substance as a better neuroprotector than LY294002, according to the methodology applied in this study.

The human brain functions within a narrow range of temperatures and variations outside of this range incur cellular damage and death and, ultimately, death of the organism. Other organisms, like the poikilotherm Drosophila melanogaster, have adapted mechanisms to maintain brain function over wide ranges in temperature and, if exposed to high temperatures where brain function is no longer supported, these animals enter a protective coma to promote survival of the organism once the acute temperature stress is alleviated. This research characterized the role of different neuronal cell types, including glia, in the protection of brain function during acute hyperthermia, specifically looking at two protective pathways: the heat shock protein (HSP) pathway and the cGMP-dependent protein kinase G (PKG) pathway. Whole animal behavioral assays were used in combination with tissue-specific genetic manipulation of protective pathways to determine the specific cell types sufficient to confer protection of neuronal function during acute hyperthermia. Using the neuromuscular junction (NMJ) preparation, calcium imaging techniques were combined with pharmacological and genetic manipulations to test the hypothesis that alterations in ion channel conductance via endogenous mechanisms regulating the cellular response to high temperature stress alter neuronal function. Expression of foraging RNAi to inhibit PKG expression in neurons or glia demonstrated protection of function during acute hyperthermia measured behaviorally through the extension of locomotor function. This extension of function with the tissue-specific inhibition of PKG was also confirmed at the cellular level using the genetically encoded calcium indicator (GECI), GCaMP3, to image calcium dynamics at the NMJ, where preparations expressing foraging RNAi could continue to elicit changes in calcium dynamics in response to stimulation. Over the course of this study, the mechanism underlying a novel glial calcium wave in the peripheral nervous system was characterized in order to elucidate glia’s role in the protection of neuronal function during acute hyperthermia. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2018. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEBORA.pdf: 1139278 bytes, checksum: 191ff40c879efded12bdb95a873d58d6 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to test the potential neuroprotective action of Hypericum perforatum alcoholic extract on dopaminergic neurons lesioned in rat by the toxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA) as an animal model of PD. The 6-OHDA was stereotaxically infused in rats into the medial forebrain bundle unilaterally to test rotational behavior and bilaterally to other tests. Hypericum perforatum was administered at doses of 100, 200 and 400 mg/kg by gavage for 35 days, starting 28 days before the treatment of the lesion. In the test of rotational behavior, a unilateral lesion with 6-OHDA caused an increase in the number of contralateral rotations and this effect was reversed by treatment with Hypericum perforatum. In the sucrose preference test was significant reduction in depressive-like behavior in animals injured with 6-OHDA-treated and Hypericum perforatum. In the forced swimming test, 6-OHDA animals treated with Hypericum perforatum kept less time immobile when compared to 6-OHDA animals treated with vehicle. In the open field test, we observed a significant reduction of locomotor function in the injured groups with 6-OHDA, however, according to results obtained in the forced swimming test, the motor impairment did not affect the immobility time. In the social recognition test, animals treated with 6-OHDA Hypericum perforatum performed significantly better than animals treated with 6-OHDA vehicle. In the olfactory discrimination test, there was no difference in the ability to discriminate odors, and possibly did not olfaction loss in animals injured with 6-OHDA. These results suggest that Hypericum perforatum reduced the death of dopaminergic neurons. This potential neuroprotection was confirmed by analysis of Immunodetection of proteins (Western Blot) by expression of the enzyme tyrosine hydroxylase (TH). Together, these results characterize the Hypericum perforatum as a possible drug to be used in the treatment of PD. / O objetivo deste estudo foi testar o potencial neuroprotetor do extrato alcoólico do Hypericum perforatum sobre neurônios dopaminérgicos de ratos lesionados pela toxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA) como modelo animal de DP. Ratos tiveram 6-OHDA estereotaxicamente infundida no feixe prosencefálico medial, unilateralmente para o teste de comportamento rotatório e bilateralmente para os demais testes. O Hypericum perforatum foi administrado nas doses de 100, 200 e 400 mg/Kg por gavagem durante 35 dias, iniciando–se o tratamento 28 dias antes da lesão. No teste de comportamento rotatório, a lesão unilateral com 6-OHDA causou um aumento no número de rotações contralaterais e esse efeito foi revertido pelo tratamento com Hypericum perforatum. No teste de preferência a sacarose houve redução significativa do comportamento tipo depressivo nos animais lesados com 6-OHDA e tratados com Hypericum perforatum. No teste de natação forçada, os animais 6-OHDA tratados com Hypericum perforatum permaneceram menos tempo imóveis quando comparados aos animais tratados com veículo. No teste do campo aberto, foi observada redução significativa da função locomotora nos grupos lesados com 6-OHDA, no entanto, de acordo com os dados obtidos no teste de natação forçada, o prejuízo motor não influenciou o tempo de imobilidade. No teste de reconhecimento social, animais 6-OHDA tratados com Hypericum perforatum tiveram um desempenho significativamente melhor do que os animais 6-OHDA tratados com veículo. No teste de discriminação olfativa, não houve diferença na capacidade de discriminação de odores, sendo que possivelmente não houve prejuízo na olfação dos animais lesados com 6-OHDA. Esses resultados sugerem que o Hypericum perforatum reduziram a morte dos neurônios dopaminérgicos. Essa possível neuroproteção foi confirmada através da análise de Imunodetecção de proteínas (Western Blot), através da expressão da enzima Tirosina Hidroxilase (TH). Em conjunto, esses resultados caracterizam o Hypericum perforatum como possível fármaco a ser utilizado no tratamento da DP.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marissa Giovanna Schamne.pdf: 3175915 bytes, checksum: cd148ffb822e2d056d16fd1b808434b1 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Currently Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease, and yet there is no effective therapy to control the progression of the disease, current treatments only relieve symptoms. The aim of this study was to evaluate the neuroprotective ability of statins on dopaminergic neurons from rats injured by the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), which was used as an animal model for PD. In order to test this hypothesis, the animals underwent stereotaxic surgery for infusion of 6-OHDA into the medial forebrain bundle in order to cause the death of dopaminergic neurons. Two different methodologies were used in this study regarding dopaminergic injury, 1) bilateral infusions for tests of social recognition, preference for sucrose, forced swimming test and open field, 2) unilateral infusion for test rotational behavior. The animals were treated for 10 days (3 days before surgery and for 7 days after) with vehicle, simvastatin or pravastatin 10 mg/kg. Statins with two different solubility were tested to evaluate if the effect occurs only on the central nervous system or if there is a peripheral effect too. In the social recognition test the animals 6-OHDA treated with statins had a significantly better performance than those of group 6-OHDA+vehicle. In the forced swimming test, animals 6-OHDA treated with statins spent less time immobile compared with animals of the 6-OHDA+vehicle. In the rotational behavior test the number of contralateral rotations in animals 6-OHDA treated with statins was significantly smaller when compared with animals of group 6-OHDA+vehicle. These results suggest that statins may have decreased the death of dopaminergic neurons. To confirm this hypothesis, the Western Blot test was performed for expression of the enzyme tyrosine hydroxylase (TH). It’s still necessary to conduct further tests to confirm the neuroprotective potential of statins. / A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum na atualidade, e ainda não há nenhuma terapia eficaz para controlar a progressão da doença, os tratamentos atuais apenas aliviam os sintomas. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade neuroprotetora das estatinas sobre os neurônios dopaminérgicos de ratos com lesão pela neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA) como modelo animal da DP. Para testar tal hipótese, os animais foram submetidos à cirurgia estereotáxica para a infusão de 6-OHDA no feixe prosencefálico medial (FPM) a fim de provocar a morte de neurônios dopaminérgicos. Duas metodologias diferentes foram empregadas neste estudo para a lesão dopaminérgica, 1) infusão bilateral para os testes de reconhecimento social, preferência à sacarose, natação forçada e campo aberto, 2) infusão unilateral para o teste do comportamento rotatório. Os animais foram tratados durante 10 dias (3 dias antes da cirurgia e por mais 7 dias após) com veículo, sinvastatina ou pravastatina na dose de 10 mg/kg. Foram testadas duas estatinas com solubilidades diferentes para avaliar se o efeito acontece apenas sobre o sistema nervoso central ou se há efeito periférico. No teste do reconhecimento social os animais dos grupos 6-OHDA tratados com as estatinas tiveram um desempenho significativamente melhor do que os animais do grupo 6-OHDA+veículo. No teste da natação forçada, os animais do grupo 6-OHDA tratados com estatinas ficaram menos tempo imóveis quando comparados com os animais do grupo 6-OHDA+veículo. No teste do comportamento rotatório, o número de rotações contralaterais dos animais lesionados e tratados com as estatinas foi significativamente menor quando comparado com os animais do grupo 6-OHDA+veículo. Esses resultados sugerem que as estatinas possam ter diminuído a morte de neurônios dopaminérgicos. Para confirmar essa hipótese, foi realizada a técnica de Western Blot para a expressão da enzima tirosina hidroxilase (TH) no FPM. Mais alguns testes precisam ainda ser realizados para confirmar o potencial neuroprotetor das estatinas.

INTRODUÇÃO: A isquemia cerebral é uma doença de alta prevalência, com desfecho clínico imprevisível, e com profilaxia e tratamento ainda limitados. Na atividade neurocirúrgica, as duas situações em que a isquemia cerebral ocorre com maior freqüência são o vasoespasmo arterial, que ocorre após hemorragia subaracnóidea, e nas microneurocirurgias vasculares, especialmente naquelas em que são realizadas clipagens vasculares temporárias. Dentre todas as formas de neuroproteção a hipotermia tem se mostrado a mais promissora em estudos experimentais. Pode ser aplicada em diferentes momentos do processo isquêmico (pré, intra ou pós-isquemia), sendo a modalidade pré-isquêmica pouco explorada na literatura. O objetivo deste estudo foi avaliar comparativamente o efeito da hipotermia pré, intra e pós-isquêmica na isquemia focal temporária por oclusão da artéria cerebral média em ratos, através de análise morfométrica computacional. MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados 74 ratos machos adultos da linhagem Wistar, divididos em 6 grupos, com 10 animais cada: Controle (C), Sham (S), Controle-Isquêmico (CI), Hipotermia Pré-Isquêmica (IH1), Hipotermia Intra-Isquêmica (IH2), Hipotermia Pós-Isquêmica (IH3). Todos os animais dos grupos isquêmicos foram submetidos à isquemia de 60 minutos, com um período reperfusional de 24 horas. A hipotermia utilizada foi do tipo leve (32 - 34 ºC). No grupo IH1 a hipotermia foi iniciada 30 min antes da oclusão arterial e mantida durante toda a isquemia; no grupo IH2 a hipotermia foi mantida somente durante a isquemia; no grupo IH3 a hipotermia foi mantida por 6 horas, sendo iniciada no exato momento da reperfusão. Após a eutanásia os cérebros foram perfundidos e fixados, sendo realizadas secções coronais de 10 micrômetros, em toda a extensão da área isquêmica, as quais foram coradas pela técnica Luxol Fast Blue. A morfometria foi realizada pelo programa KS400, Carl Zeiss, obtendo-se medidas diretas separadas de cada hemisfério, das áreas em azul (fibras mielinizadas) e em vermelho (corpos neuronais), bem como a área total de cada secção. Medidas derivadas (área isquêmica média, e volumes isquêmicos parcial e aproximado) de cada animal, foram obtidas nos grupos submetidos à isquemia. RESULTADOS: Os parâmetros da homeostase dos animais permaneceram dentro dos limites aceitáveis para este tipo de experimento. Em relação às áreas de fibras mielinizadas (azul) não houve diferença significativa entre os grupos C vs. S (p=0,39, Mann-Whitney-Wilcoxon), CI vs. IH3 (p=0,85, Mann-Whitney-Wilcoxon), e IH1 vs. IH2 (p=0,63, Mann-Whitney-Wilcoxon); ocorreu diferença estatística entre os grupos C vs. CI (p=0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), CI vs. IH1 (p=0,01, Mann-Whitney-Wilcoxon), e CI vs. IH2 (p=0,03, Mann-Whitney-Wilcoxon). Em relação às áreas de corpos neuronais (vermelho), não houve diferença significativa entre os grupos C vs. S (p=0,48, Mann-Whitney-Wilcoxon), CI vs. IH3 (p=0,27, Mann-Whitney-Wilcoxon), e IH1 vs. IH2 (p=0,68, Mann-Whitney-Wilcoxon); ocorreu diferença estatística entre os grupos C vs. CI (p=0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), CI vs. IH1 (p=0,009, Mann-Whitney-Wilcoxon), e CI vs. IH2 (p=0,03, Mann-Whitney-Wilcoxon). A análise estatística das áreas isquêmicas médias, e dos volumes isquêmicos parciais e aproximados não mostrou diferença significante na comparação entre os grupos CI vs. IH3 (p=0,57, Mann-Whitney-Wilcoxon), e IH1 vs. IH2 (p=0,79, Mann-Whitney-Wilcoxon); mostrou diferença significante entre os grupos CI vs. IH1 (p=0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), e CI vs. IH2 (p=0,0011, Mann-Whitney-Wilcoxon). CONCLUSÕES: As hipotermias pré-isquêmica e intra-isquêmica mostraram-se neuroprotetoras de forma semelhante, o que não ocorreu com a hipotermia pós-isquêmica. / INTRODUCTION: Cerebral ischemia is a high prevalent disease, with unpredictable clinical outcome, and prophylaxis and treatment remains limited. In the neurosurgical practice cerebral ischemia occurs most frequently due arterial vasospasm after subarachnoid hemorrhage, and in vascular microneurosurgery, mainly when temporary vascular clipping is performed. Among all forms of experimental neuroprotection, hypothermia has been the most promising. It can be applied at different moments of ischemia (pre, intra or post-ischemia), and the pre-ischemic modality is little explored in literature. This study aimed to evaluate comparatively the effect of pre, intra and post-ischemic hypothermia in temporary focal ischemia obtained by middle cerebral artery occlusion in rats, by computational morphometric analysis. MATERIAL AND METHODS: We used 74 Wistar adult male rats divided into six groups of 10 animals each: Control (C), Sham (S), Ischemic-Control (IC), Pre-Ischemic Hypothermia (IH1), Intra-Ischemic Hypothermia (IH2), Post-Ischemic Hypothermia (IH3). All animals in the ischemic groups were subjected to ischemia for 60 minutes with a reperfusion period of 24 hours. It was used mild hypothermia (32 - 34 ºC). In IH1 group hypothermia was initiated 30 minutes before arterial occlusion and maintained throughout the ischemia, in IH2 group hypothermia was maintained only during ischemia, IH3 group hypothermia was maintained for 6 hours, starting at the beginning of the reperfusion. After euthanasia, the brains were perfused and fixed, and coronal sections of 10 microns were performed to the fullest extent of ischemic area, and these sections were stained by Luxol Fast Blue. The morphometry was performed by the KS400 software, Carl Zeiss, obtaining direct separated measurements in each hemisphere, of blue areas (myelinated fibers) and red areas (neuronal bodies) as well as the total area of each section. Derived measures (average ischemic area, and partial and approximated ischemic volumes) were also obtained from the ischemic groups. RESULTS: The animal homeostasis parameters remained within acceptable limits for this type of experiment. Regarding the myelinated areas (blue) there was no significant difference between groups C vs. S (p=0,39, Mann-Whitney-Wilcoxon), IC vs. IH3 (p=0,85, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IH1 vs. IH2 (p=0,63, Mann-Whitney-Wilcoxon), and there was statistical difference between groups C vs. IC (p=0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), IC vs. IH1 (p=0,01, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IC vs. IH2 (p=0,03, Mann-Whitney-Wilcoxon). Regarding the neuronal bodies areas (red) there was no significant difference between groups C vs. S (p=0,48, Mann-Whitney-Wilcoxon), IC vs. IH3 (p=0,27, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IH1 vs. IH2 (p=0,68, Mann-Whitney-Wilcoxon), and there was significant difference between C vs. IC groups (p=0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), IC vs. IH1 (p=0,009, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IC vs. IH2 (p=0,03, Mann-Whitney-Wilcoxon). Statistical analysis of average ischemic areas, and partial and approximated volumes of ischemic regions showed no significant difference between groups IC vs. IH3 (p=0,57, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IH1 vs. IH2 (p=0,79, Mann-Whitney-Wilcoxon), and showed statistical difference between groups IC vs. iH1 (p = 0,0001, Mann-Whitney-Wilcoxon), and IC vs. IH2 (p = 0,0011, Mann-Whitney-Wilcoxon). CONCLUSIONS: Pre-ischemic and intra-ischemic hypothermia were shown to be similarly neuroprotective, but this was not true for post-ischemic hypothermia.

A ativação do receptor CB1, leva a modulação de processos intracelulares que muda a resposta celular de acordo com o estímulo, além de estar envolvida em mecanismos de proliferação, diferenciação, movimentação e morte celular. O objetivo desse trabalho foi avaliar a participação desse sistema em processos oxidativo e inflamatório relacionados à neurodegeneração in vitro. Foi utilizado a linhagem de neuroblastoma Neuro2a diferenciada em células dopaminérgicas que foram expostas a três condições: com 6OHDA, H2O2 e LPS e co-tratadas com o agonista do receptor CB1 ACEA e o antagonista/agonista inverso AM251 por 24 horas. Utilizamos parâmetros funcionais de viabilidade celular, produção de espécies reativas de oxigênio e técnica de western blot. O tratamento com ACEA ou ACEA/AM251 produziram um aumento da viabilidade celular nos três modelos de exposição propostos; redução da produção de espécies reativas de oxigênio e ativação da via da proteína ERK1/2, além da inibição da morte celular pela diminuição da expressão da caspase 3. Concluímos que os canabinoides escolhidos foram capazes de proteger as células dopaminérgicas do dano oxidativo e inflamatório através do aumento da sobrevida celular por diminuição da produção de ROS. / The CB1 receptor activation leads to modulation of intracellular processes that change the cellular response according to the stimulus, as well as being involved in mechanisms of proliferation, differentiation, cell movement and death. The present study evaluated the participation of this system in oxidative and inflammatory processes related to neurodegeneration in vitro. We have used the Neuro2A neuroblastoma lineage, which those were differentiated into dopaminergic cells, and exposed to 6OHDA, H2O2 and LPS. They were co-treated with ACEA, CB1 receptor agonist, and AM251, the CB1 receptor antagonist/inverse agonist, for 24 hours. We used functional parameters of cell viability, production of reactive oxygen species and protein analyses by western blot. Treatment with ACEA or ACEA/AM251 produced an increase in cell viability; reduced production of reactive oxygen species and activation of the ERK1/2 protein, in addition to inhibition of cell death by decreasing the expression of caspase 3 in all three models proposed. We concluded that chosen cannabinoids were able to protect dopaminergic cells from oxidative damage and inflammation through the increased cell survival by decreasing the production of ROS.

A neurodegeneração é o resultado da destruição progressiva e irreversível dos neurônios no sistema nervoso central, apresentando causas desconhecidas e mecanismos patológicos não totalmente elucidados. Fatores como a idade, o aumento da formação de radicais livres e/ou estresse oxidativo, defeito no metabolismo energético, a inflamação e acúmulo de elementos neurotóxicos e de proteínas malformadas no lúmen do retículo endoplasmático (RE) contribuem para o desenvolvimento dos processos neurodegenerativos. O sistema canabinoide tem sido proposto como neuroprotetor em diversos modelos de neurodegeneração como hipóxia aguda e epilepsia, isquemia cerebral, lesão cerebral e modelos de estresse oxidativo. Assim, este trabalho teve como objetivo investigar o papel do sistema canabinoide em uma linhagem de neuroblastoma (Neuro 2a) submetida a condições de estresse oxidativo (H2O2), inflamação (LPS) e estresse do RE (tunicamicina), avaliando parâmetros de viabilidade celular e vias de sinalização envolvidas. Nossos resultados mostram que o agonista canabinoide ACEA foi capaz de proteger as células da morte celular causada pela inflamação e pelo estresse de retículo endoplasmático, mas não pelo estresse oxidativo. Esse efeito neuroprotetor exercido pelo ACEA parece pelo menos em parte ocorrer via receptor CB1 no modelo de inflamação e ser independente deste receptor no modelo de estresse de RE. Os efeitos neuroprotetores observados envolveram a modulação dos níveis de proteínas pré-apoptóticas, CHOP e Caspase 12, e da proteína relacionada à sobrevivência celular ERK 1/2. Nossos dados sugerem um papel neuroprotetor do sistema canabinoide em mecanismos relacionados aos processos neurodegenerativos e propõem a manipulação desse sistema como possível alvo terapêutico. / Neurodegeneration is the result of progressive and irreversible destruction of neurons in the central nervous system, with unknown causes and pathological mechanisms not fully elucidated. Factors such as age, increased formation of free radicals and/or oxidative stress, defects in energetic metabolism, inflammation and accumulation of neurotoxic factors and misfolded proteins in the lumen of the endoplasmic reticulum (ER) contribute to the development of neurodegenerative processes. The cannabinoid system has been proposed as neuroprotector in several models of neurodegeneration such as acute hypoxia and epilepsy, cerebral ischaemia, brain injury and oxidative stress models. This work aimed to investigate the role of the cannabinoid system in a neuroblastoma line (Neuro 2a) submitted to oxidative stress (H2O2), inflammation (LPS) and ER stress (tunicamycin) conditions, assessing cell viability parameters and signaling pathways involved. Our results show that the ACEA cannabinoid agonist was able to protect cells from cell death caused by inflammation and ER stress, but not from oxidative stress. This neuroprotective effect exerted by ACEA appears to occur at least in part via the CB1 receptor in inflammation model and it seems to be independent of this receptor in the ER stress model. The neuroprotective effects observed involved the modulation of the levels of pre-apoptotic proteins CHOP and Caspase 12 and the cell survival related protein ERK 1/2. Our data suggest a neuroprotective role of the cannabinoid system in mechanisms related to neurodegenerative processes and propose it as possible therapeutic target.