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Previous issue date: 2005 / As epilepsias do lobo temporal s?o as que apresentam maior refratariedade ao tratamento farmacol?gico e perfazem 2/3 das interven??es cir?rgicas de epilepsia, sendo portanto de grande custo social, econ?mico e psicol?gico. Assim, modelos animais de epilepsia do lobo temporal s?o de grande relev?ncia n?o s? para o entendimento das bases neurais dessa patologia, mas tamb?m para o desenvolvimento de abordagens terap?uticas capazes de evitar a instala??o da doen?a. Esses s?o os objetivos da presente disserta??o de doutorado. Ap?s um evento traum?tico (no caso deste trabalho, um estado de mal epil?ptico), diversas altera??es morfol?gicas e fisiol?gicas acontecem, caracterizando a g?nese da s?ndrome epil?ptico (epileptog?nese). Dentre as altera??es podemos destacar a intensa fosforila??o de prote?nas em res?duos de tirosina e a ativa??o de diferentes segundos mensageiros. Os dois primeiros cap?tulos desta tese descrevem a tentativa de bloquear os processos de epileptog?nese por meio da inibi??o da fosforila??o de res?duos de tirosina atrav?s do tratamento farmacol?gico com inibidores das tirosina cinases, a herbimicina A e o K-252a. O terceiro cap?tulo analisa eletrofisiologicamente o circuito neural do giro denteado em animais que apresentavam uma muta??o em um s?tio inibit?rio da prote?na c?lcio/calmodulina cinase do tipo II (CaMKII). No primeiro cap?tulo, mostramos que o tratamento agudo com herbimicina A (348?M, 5?L, icv), ? capaz de bloquear a potencia??o duradoura (LTP) induzida por um est?mulo tet?nico bem como de atenuar (~40%) a ativa??o neuronal (express?o de c-Fos) decorrente de um estado de mal epil?ptico induzido pela administra??o sist?mica de pilocarpina (SE). Apesar dos significativos efeitos agudos, este tratamento mostrou-se incapaz de atenuar a freq??ncia de crises espont?neas, bem como o padr?o de morte neuronal observado ap?s o estado de mal epil?ptico induzido pela pilocarpina. Entretanto, o tratamento com herbimicina A alterou o padr?o de marca??o de metais pesados (Zn+2) no hilo do giro denteado e na regi?o de CA3 do hipocampo, por?m n?o apresentou efeito sobre o padr?o de brotamento das fibras musgosas observado na camada molecular do giro denteado. No segundo cap?tulo, mostramos que a herbimicina e o K- 252a modificam a atividade epileptiforme induzida pela administra??o intra-hipocampal de ?cido ca?nico, sem alterar o padr?o de morte neuronal. Esses resultados sugerem que o tratamento com inibidores de prote?nas tirosina cinases ? capaz de modificar o padr?o de ativa??o agudo do hipocampo ap?s um est?mulo (i.e., o estado de mal epil?ptico ou a LTP), por?m sem qualquer efeito sobre o processo de epileptog?nese. No terceiro cap?tulo, estudamos a excitabilidade e a plasticidade do giro denteado ? estimula??o da via perfurante (principal afer?ncia da forma??o hipocampal) em animais que apresentam uma CaMKII geneticamente modificada. Essa prote?na uma vez ativada n?o pode ser inibida. A caracteriza??o eletrofisiol?gica demonstrou que esses animais apresentam potenciais de campo evocados no giro denteado aparentemente semelhante aos animais controle (wild-type), por?m sua responsividade a padr?es de estimula??o em salvas e sua plasticidade apresentaram clara altera??o. Essa modifica??o foi caracterizada por uma maior variabilidade nas respostas ? trens de estimula??o (freq??ncias de 1 e 2 Hz) e maior inibi??o do pulso pareado em trens de estimula??o (para pulsos pareados aplicados a freq??ncia de 5 Hz). Al?m disso, conforme j? descrito na literatura, mostramos que a susceptibilidade a atividade epileptiforme depende do padr?o de estimula??o utilizado para os diferentes animais (mutantes vs. wild-type). Assim, utilizando o modelo cl?ssico do abrasamento demonstramos que a muta??o n?o altera a evolu??o da epileptog?nese. Entretanto, ao utilizarmos duas variantes de um padr?o de estimula??o similar ? freq??ncia teta (5Hz, Intermittent vs. Continuous theta-burst stimulations), demonstramos a import?ncia da muta??o na manuten??o da excitabilidade do giro denteado. Esses resultados destacam a import?ncia da CaMKII na atividade epileptiforme al?m de sugerir novas abordagens experimentais (i.e., sensibilidade ? padr?es de estimula??o eletrofisiol?gica) no estudo da epileptog?nese. Em resumo, os resultados apresentados nessa tese contribuem para um melhor entendimento dos fen?menos subjacentes aos processos de plasticidade neuronal e da contribui??o destes para o fen?meno de epileptog?nese, al?m de sugerir / Temporal lobe epilepsies are highly refractory to pharmacological treatment. Up to 70% of these patients undergo chirurgical resection of temporal region, procedure with important consequences for the social, economic and psychological spheres. Experimental animal models that mimic temporal lobe epilepsy provide an insightful approach to study the neural basis of epilepsy as well as create opportunities to test promising therapeutic drugs. The present thesis tests the antiepileptogenic activity of two protein tyrosine kinase inhibitors and the relevance of Ca+2/calmodulin kinase type II (CaMKII) mutants. Multiples morphological and physiological alterations take place after a traumatic brain injury (in this thesis, the status epilepticus) leading the animal to an epileptic conditions. During this period, the epileptogenesis process, there is strong tyrsine phosphorylation with the activation of many second messengers. The first two chapters of the thesis describe experiments in which herbimycin A and K-252a, two protein tyrosine kinase inhibitors, were used to attenuate synaptic plasticity and epileptogenesis. The third chapter, the dentate gyrus network was studied after angular bundle stimulation in animals presenting one punctual mutation at the autoinhibitory phosphorylation site of the CaMKII. In the first chapter, we showed that one single herbimycin A injection (348?M, 5?L, icv) was able to attenuate long-term potentiation (LTP) in the commissural CA3 neurons and also, to decrease status epilepticus- (SE-) induced neuronal activation (c-Fos expression) in almost 40%. Although markedly acute effects, the present herbimycin A treatment was not able to diminish spontaneous seizure frequency, cell death or aberrant mossy fiber sprouting observed after the pilocarpine-induced SE. Curiously, herbimycin-treated animals presented decreased neo-Timm staining in the hilus and CA3 region despite the epileptic condition. In the second chapter, we confirmed the ability of protein tyrosine kinase inhibitors to decrease SE-induced neuronal activation. Herbimycin A icv treatment altered the kainic acid-induced epileptiform profile in EEG recordings. Cell death pattern was not altered by any pharmacological treatment. These results suggest that protein tyrosine kinase inhibitiors are able to modify the acute neuronal activation and plasticity (ictogenesis or LTP) but is ineffective in attenuating the epileptogenesis process. In the third chapter, we studied the dentate gyrus excitability and plasticity after angular bundle stimulation in CaMKII mutant animals. Once in its self-sustained mode, this mutation does not allow the reduction of the catalytic activity of the kinase. These animals present normal electrophysiological profiles (similar to wild-type animals) but with reduced amplitude. Shortterm plasticity was clearly altered. Mutant animals presented increased variability in the responses to trains of stimulation at 1 and 2 Hz, and at at 5Hz stronger paired-pulse inhibition. Accordingly to the literature, we also showed that the epileptiform susceptibility depends on the stimulation pattern used in both animals (mutants vs. wild-type). Thus, although the mutation did not altered the behavior and the electrographic kindling evolution, we showed that mutant animals were prone to afterdischarges when stimulate by an intermittent theta-burst stimulation. On the other hand, the same animals needed more bursts to induce afterdischarges when the stimulation was set in the continuos mode. Taken together, the present results contribute to a better understanding of the protein tyrosine kinase and CaMKII function in neuronal plasticity underlying the epileptogenesis process and sum efforts in searching for a clinic antiepileptogenic drug.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/24378 |
| Date | January 2005 |
| Creators | Queiroz, Claudio Marcos Teixeira de |
| Contributors | Caraisco, Norberto Garcia, Moraes, M?rcio Fl?vio Dutra, Priel, Margareth Rose, Xavier, Gilberto Fernando, Mello, Luiz Eug?nio Ara?jo de Moraes |
| Publisher | Universidade Federal de S?o Paulo, Neurologia/Neuroci?ncias, UNIFESP, Brasil, Escola Paulista de Medicina |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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