The neuroendocrine pathways and mechanisms for the control of the reproduction in female pigs

Abstract Within the hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis, the major hierarchical component is gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons, which directly or indirectly receive regulatory inputs from a wide array of regulatory signals and pathways, involving numerous circulating hormones, neuropeptides, and neurotransmitters, and which operate as a final output for the brain control of reproduction. In recent years, there has been an increasing interest in neuropeptides that have the potential to stimulate or inhibit GnRH in the hypothalamus of pigs. Among them, Kisspeptin is a key component in the precise regulation of GnRH neuron secretion activity. Besides, other neuropeptides, including neurokinin B (NKB), neuromedin B (NMB), neuromedin S (NMS), α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH), Phoenixin (PNX), show potential for having a stimulating effect on GnRH neurons. On the contrary, RFamide-related peptide-3 (RFRP-3), endogenous opioid peptides (EOP), neuropeptide Y (NPY), and Galanin (GAL) may play an inhibitory role in the regulation of porcine reproductive nerves and may directly or indirectly regulate GnRH neurons. By combining data from suitable model species and pigs, we aim to provide a comprehensive summary of our current understanding of the neuropeptides acting on GnRH neurons, with a particular focus on their central regulatory pathways and underlying molecular basis.

The neuroendocrine pathways and mechanisms for the control of the reproduction in female pigs

Within the hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis, the major hierarchical component is gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons, which directly or indirectly receive regulatory inputs from a wide array of regulatory signals and pathways, involving numerous circulating hormones, neuropeptides, and neurotransmitters, and which operate as a final output for the brain control of reproduction. In recent years, there has been an increasing interest in neuropeptides that have the potential to stimulate or inhibit GnRH in the hypothalamus of pigs. Among them, Kisspeptin is a key component in the precise regulation of GnRH neuron secretion activity. Besides, other neuropeptides, including neurokinin B (NKB), neuromedin B (NMB), neuromedin S (NMS), α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH), Phoenixin (PNX), show potential for having a stimulating effect on GnRH neurons. On the contrary, RFamide-related peptide-3 (RFRP-3), endogenous opioid peptides (EOP), neuropeptide Y (NPY), and Galanin (GAL) may play an inhibitory role in the regulation of porcine reproductive nerves and may directly or indirectly regulate GnRH neurons. By combining data from suitable model species and pigs, we aim to provide a comprehensive summary of our current understanding of the neuropeptides acting on GnRH neurons, with a particular focus on their central regulatory pathways and underlying molecular basis.(AU)

Neuron-specific enolase as biomarker for possible neuronal damage in dogs with distemper vírus / Enolase neuronal específica como um possível biomarcador para lesão neuronal em cães com cinomose

Neuron-specific enolase (NSE) is a biomarker of neuronal cell lysis, which demonstrates stability in extracellular fluids such as blood and cerebrospinal fluid. To the authors knowledge there is no research information comparing the use of NSE in dogs with and without encephalitis, putting in evidence the importance of that biomarker to detect neuronal damage in dogs. The objective was to compare the serum NSE levels in dogs with and without encephalitis, and to determine the serum NSE levels in normal dogs. Thirty eight dogs were evaluated, 19 dogs with encephalitis (EG Group) and 19 dogs without encephalitis (CG Group). The criteria for inclusion in the EG Group were presence of neurological signs in more than one part of the CNS (multifocal syndrome) and positive molecular diagnosis for canine distemper virus; for the CG Group were an age between 1 to 7 years and be clinically normal; NSE were measured in serum using an ELISA assay, and the results were compared. In the EG Group the NSE values were higher with significant difference (P=0.0053) when compared with the CG Group. NSE is a biomarker that can be measured in serum samples of dogs to monitor neuronal lesions in encephalitis.(AU)

Enolase neuronal específica (NSE) é um biomarcador de lise de neurônios, que demonstra estabilidade em fluidos extracelulares como sangue e líquido cerebrospinal. Para o conhecimento dos autores, não há informações de pesquisa que comparem o uso de NSE em cães com e sem encefalite, evidenciando a importância desse biomarcador para detectar danos neuronais em cães. O objetivo foi comparar os níveis séricos de NSE em cães com e sem encefalites, e determinar os níveis séricos de NSE em cães saudáveis. Trinta e oito cães foram avaliados, 19 cães com encefalites (Grupo EG) e 19 cães sem encefalite (Grupo CG). O critério para inclusão no Grupo EG foi presença de sinais neurológicos em mais de uma estrutura do SNC (síndrome multifocal) e positividade no diagnóstico molecular para o vírus da cinomose canina; para o Grupo CG foi idade entre 1 e 7 anos e ser clinicamente normal; NSE foram mensuradas em amostras séricas usando o método de ELISA, e os resultados comparados. No Grupo EG os valores de NSE foram altos com diferença significativa (P=0.0053) quando comparado com o Grupo CG. NSE é um biomarcador que pode ser mensurado em amostras séricas de cães para monitorar lesões neuronais em encefalites.(AU)

Neuron-specific enolase as biomarker for possible neuronal damage in dogs with distemper vírus / Enolase neuronal específica como um possível biomarcador para lesão neuronal em cães com cinomose

Neuron-specific enolase (NSE) is a biomarker of neuronal cell lysis, which demonstrates stability in extracellular fluids such as blood and cerebrospinal fluid. To the authors knowledge there is no research information comparing the use of NSE in dogs with and without encephalitis, putting in evidence the importance of that biomarker to detect neuronal damage in dogs. The objective was to compare the serum NSE levels in dogs with and without encephalitis, and to determine the serum NSE levels in normal dogs. Thirty eight dogs were evaluated, 19 dogs with encephalitis (EG Group) and 19 dogs without encephalitis (CG Group). The criteria for inclusion in the EG Group were presence of neurological signs in more than one part of the CNS (multifocal syndrome) and positive molecular diagnosis for canine distemper virus; for the CG Group were an age between 1 to 7 years and be clinically normal; NSE were measured in serum using an ELISA assay, and the results were compared. In the EG Group the NSE values were higher with significant difference (P=0.0053) when compared with the CG Group. NSE is a biomarker that can be measured in serum samples of dogs to monitor neuronal lesions in encephalitis(AU)

Enolase neuronal específica (NSE) é um biomarcador de lise de neurônios, que demonstra estabilidade em fluidos extracelulares como sangue e líquido cerebrospinal. Para o conhecimento dos autores, não há informações de pesquisa que comparem o uso de NSE em cães com e sem encefalite, evidenciando a importância desse biomarcador para detectar danos neuronais em cães. O objetivo foi comparar os níveis séricos de NSE em cães com e sem encefalites, e determinar os níveis séricos de NSE em cães saudáveis. Trinta e oito cães foram avaliados, 19 cães com encefalites (Grupo EG) e 19 cães sem encefalite (Grupo CG). O critério para inclusão no Grupo EG foi presença de sinais neurológicos em mais de uma estrutura do SNC (síndrome multifocal) e positividade no diagnóstico molecular para o vírus da cinomose canina; para o Grupo CG foi idade entre 1 e 7 anos e ser clinicamente normal; NSE foram mensuradas em amostras séricas usando o método de ELISA, e os resultados comparados. No Grupo EG os valores de NSE foram altos com diferença significativa (P=0.0053) quando comparado com o Grupo CG. NSE é um biomarcador que pode ser mensurado em amostras séricas de cães para monitorar lesões neuronais em encefalites(AU)

Fatal caffeine intoxication in a dog

An 8-month-old male Yorkshire terrier was presented for ingestion of 800 mg of an over-the-counter caffeine supplement. Clinical signs included extreme tachycardia, facial fasciculation, coma/stupor and flailing. Due to the lack of response to medical therapies, humane euthanasia was elected. Microscopically, necrotic neurons were scattered throughout the hippocampus, olfactory cortex, pyriform lobe, amygdala, and basal nuclei, with relative sparing of the caudate nuclei. In addition, mild skeletal myocyte necrosis and mural necrosis of cardiac arterioles in the left and right ventricles were noted. This is the first report of the microscopic lesions associated with caffeine intoxication in a dog.

Fatal caffeine intoxication in a dog

An 8-month-old male Yorkshire terrier was presented for ingestion of 800 mg of an over-the-counter caffeine supplement. Clinical signs included extreme tachycardia, facial fasciculation, coma/stupor and flailing. Due to the lack of response to medical therapies, humane euthanasia was elected. Microscopically, necrotic neurons were scattered throughout the hippocampus, olfactory cortex, pyriform lobe, amygdala, and basal nuclei, with relative sparing of the caudate nuclei. In addition, mild skeletal myocyte necrosis and mural necrosis of cardiac arterioles in the left and right ventricles were noted. This is the first report of the microscopic lesions associated with caffeine intoxication in a dog.(AU)

Polioencefalomalacia em ruminantes: aspectos etiológicos, clínicos e anatomopatológicos

Polioencefalomalacia é uma doença cosmopolita, multifatorial, que acomete bovinos,bubalinos, caprinos e ovinos. O termo polioencefalomalacia indica um diagnóstico morfológico deamolecimento por necrose (malacia) da substância cinzenta (pólio) do córtex cerebral. As causas de PEMsão variadas, no entanto possuem patogênese semelhante por promoverem alterações irreversíveis nometabolismo das células nervosas que invariavelmente evoluem para morte (necrose). As principaiscausas conhecidas são: deficiência de tiamina, intoxicação por enxofre, meningoencefalite porherpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5), intoxicação por sal associada a privação por água, intoxicação porchumbo, intoxicação por plantas que produzem tiaminases, amprólio e “Uva do Japão”.

Polioencephalomalacia is a cosmopolitan, multifactorial disease that affects cattle,buffaloes, goats and sheep. Polioencephalomalacia is a morphological diagnosis that means necrosis(malacia) in the cerebral cortex causing the softening of the gray matter (polio). Although the etiologicalagents are multiples, they have similar pathogenesis causing irreversible lesions in the metabolism ofnerve cells, leading to the cellular death. Among the main etiological agents are thiamine deficiency,sulfur intoxication, bovine herpesvirus type 5 (BHV-5) meningoencephalitis, salt intoxication associatedwith water deprivation, lead intoxication, intoxication by plants that produce thiaminases, amprolium andJapanese.

DETERMINAÇÃO DE BIOMARCADORES NO SANGUE E FLUIDO CEREBROESPINHAL DE CÃES COM AFECÇÃO DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL

Lesões encefálicas podem causar debilitações severas em humanos, gerando a necessidade de formas de monitoramento não invasiva que possam servir como método auxiliar no monitoramento, e como fatores prognósticos de curto e longo prazo nestes pacientes. Dentre estes métodos a mensuração de biomarcadores no soro e/ou líquido cerebroespinhal (LCE), a exemplo da Enolase Neuronal Especifica (NSE), da Proteína Ácida Fibrilar Glial (GFAP) e do Lactato, apresentam resultados promissores. Na medicina veterinária, pesquisas similares utilizando os mesmos biomarcadores foram realizadas em cães com afecções do sistema nervoso central, porém, há escassez de dados relacionando-os resultados a aplicabilidade destes na prática clínica como fatores prognósticos. Desta forma doenças de curso agudo e progressivo a exemplo as meningoencefalites infecciosas, e doenças que podem se tornar crônicas, a exemplo das meningoencefalites de causa desconhecida (MOD), o monitoramente em curto e longo prazo usualmente se baseia em avaliações periódicas para realização do exame neurológico; esta avaliação per se pode conter algo de subjetivo o que enfraquece a possibilidade de inferências mais acuradas sobre prognóstico, principalmente em longo prazo. Assim sendo, na busca por um método auxiliar para o monitoramento e que possa servir como fator prognóstico de afecções neurológicas em cães, o objetivo deste estudo foi avaliar se existe correlação entre as mensurações dos biomarcadores citados em amostras de LCE e sangue de cães com doença do sistema nervoso central, e investigar a aplicabilidade destes como fator prognóstico. Para isso foram realizados dois estudos: o primeiro caracterizou-se como transversal prospectivo, no qual foram utilizados 21 cães com afecções do sistema nervoso central. Utilizando-se de amostras de LCE e sangue obtidas no mesmo momento, para a mensuração do lactato no LCE e no plasma imediatamente após a coleta, e para a posterior mensuração da NSE e GFAP foi utilizado amostras de LCE e soro, armazenadas a - 80 o C. Para quantificação da NSE e GFAP foi utilizado o método de ELISA. A avaliação estatística descritiva dos dados foi realizada por meio de média e mediana, e para avaliar a correlação entre os resultados foi utilizado o coeficiente spearman. O resultados obtidos foram os seguintes, respectivamente: NSE do LCE e soro com mediana de 127,23 ng/ml e 76.63 ng/ml; GFAP no LCE e no soro com mediana de 0,67 ng/ml e 0 ng/ml; lactato no LCE e no plasma com mediana de 2,2 mmol/L e 3,10 mmol/L. Somente a NSE e o lactato apresentaram correlação entre os valores do LCE e do soro, sendo 0,60 (p=0,009) e 0,56 (p=0,059), respectivamente. Por questões éticas não se realizou a colheita de LCE de cães saudáveis e, portanto, admitiu-se para fins de controle os resultados obtido em outros estudos, em que os pesquisadores mensuraram a NSE e GFAP no LCE e soro, e lactato no LCE e plasma de cães saudáves. Nesse estudo concului-se que a NSE, GFAP e o lactato estavam aumentados e que valores elevados de NSE estão associados a condições graves e, portanto, podem ser utilizadas como exame complementar na avaliação e monitoramento de cães com afecções sistema nervoso central. No segundo estudo foram analisados retrospectivamente os dados de 25 cães, os quais foram distribuídos em dois grupos, um denominado de grupo meningoencefalite (GM) composto por animais com diagnóstico de MOD e outro designado de grupo controle (GC) composto por 5 animais saudáveis. Foram utilizadas amostras de LCE e soro. As amostras do GM foram obtidas no momento do diagnóstico e armazenadas a -80oC para posterior mensuração dos biomarcadores NSE e GFAP por meio de teste de ELISA. Para as inferências a respeito da sobrevida (prognóstico em longo prazo) utilizou-se o teste estatístico de Kaplan Meyer com o objetivo de se definir a média do tempo de sobrevida em dias dos cães do GM, e a curva característica de operação do receptor (ROC) para determinar o melhor ponto de corte dos biomarcadores em função da média de sobrevida. As mensurações de NSE do GM em amostras de LCE e soro apresentaram valores maiores do que o GC, enquanto a GFAP foi expressa apenas nas amostras de LCE. A média de sobrevida do GM foi de 62 dias, o ponto de corte e a acurácia dos biomarcadores para prever o óbito e piora clínica antes da média de sobrevida foram: LCE-NSE 84,53 ng/ml (85%); soro-NSE 113,47 ng/ml (67,5%); LCE-GFAP 6,93 ng/ml (30%). Não houve correlação entre as amostras de LCE e soro dos biomarcadores. Portanto, conclui-se que os valores de NSE no LCE e soro podem ser utilizados como fator prognóstico de longo prazo para cães com MOD.

Brain injuries can cause severe debilitations in humans, generating the need for non-invasive forms of monitoring that can serve as an auxiliary method in monitoring, and as short and long-term prognostic factors in these patients. Among these methods, the measurement of biomarkers in serum and/or cerebrospinal fluid (CSF), such as Specific Neuronal Enolase (NSE), Glial Fibrillar Acid Protein (GFAP), and Lactate, show promising results. In veterinary medicine, similar research using the same biomarkers has been carried out in dogs with central nervous system disorders, however, there is a lack of data relating the results to their applicability in clinical practice as prognostic factors. Thus, diseases of acute and progressive course, such as infectious meningoencephalitis, and diseases that can become chronic, such as meningoencephalitis of unknown origin (MUO), the short- and long-term monitoring is usually based on periodic evaluations to perform the neurological exam; this assessment per se may contain something subjective, which weakens the possibility of more accurate inferences about prognosis, especially in the long term. Therefore, in the search for an auxiliary method for monitoring that can serve as a prognostic factor for neurological disorders in dogs, the objective of this study was to evaluate whether there is a correlation between the measurements of the biomarkers mentioned in samples of CSF and blood of dogs with disease central nervous system, and to investigate their applicability as a prognostic factor. For this, two studies were carried out: the first was characterized as a prospective cross-section, in which 21 dogs with central nervous system disorders were used. Using CSF and blood samples obtained at the same time, for the measurement of lactate in the CSF and the plasma immediately after collection, and for the subsequent measurement of the NSE and GFAP, samples of CSF and serum, stored at -80 o C. The ELISA method was used to quantify NSE and GFAP. The descriptive statistical evaluation of the data was performed using means and medians, and to assess the correlation between the results, the spearman coefficient was used. The results obtained were as follows, respectively: NSE of CSF and serum with a median of 127.23 ng/ml and 76.63 ng/ml; GFAP in CSF and serum with a median of 0.67 ng/ml and 0 ng/ml; lactate in CSF and plasma with a median of 2.2 mmol/L and 3.10 mmol/L. Only the NSE and the lactate showed the correlation between the values of the CSF and the serum, being 0.60 (p = 0.009) and 0.56 (p = 0.059), respectively. For ethical reasons, CSF was not collected from healthy dogs and, therefore, the results obtained in other studies was admitted for control purposes, in which the researchers measured the NSE and GFAP in the CSF and serum, and lactate in the CSF and plasma of healthy dogs. In this study, it is suggested that NSE, GFAP, and lactate were increased and that high values of NSE are associated with severe conditions and, therefore, can be used as a complementary exam in the evaluation and monitoring of dogs with central nervous system diseases. In the second study, data from 25 dogs were retrospectively analyzed, which were divided into two groups, one called the meningoencephalitis group (MG) composed of animals diagnosed with MUO and the other designated as a control group (CG) composed of 5 healthy animals. Samples of CSF and serum were used. MG samples were obtained at the time of diagnosis and stored at -80oC for later measurement of the NSE and GFAP biomarkers using an ELISA test. For inferences about survival (long-term prognosis), the Kaplan Meyer statistical test was used to define the average survival time in days of the MG dogs, and the characteristic operation curve of the recipient (ROC) to determine the best cut-off point for biomarkers as a function of mean survival. Measurements of NSE of MG in CSF and serum samples showed higher values than the CG, while GFAP was expressed only in CSF samples. The mean survival of the MG was 62 days, the cutoff point and the accuracy of the biomarkers to predict death and clinical worsening before the average survival was: CSF-NSE 84.53 ng/ml (85%); serum-NSE 113.47 ng/ml (67.5%); CSF-GFAP 6.93 ng/ml (30%). There was no correlation between the samples of CSF and serum from biomarkers. Therefore, it is concluded that the NSE values in the LCE and serum can be used as a long-term prognostic factor for dogs with MUO. Key words: Central Nervous System, Central Nervous System Diseases, Central Nervous System Infections, Encephalitis, Meningoencephalitis, Myelitis, Specific Neuron Enolase, Glial Fibrillary Acid Protein, L-Lactate Dehydrogenase, Prognosis.

Isolamento e cultivo de neurônios e neuroesferas de córtex cerebral aviar / Isolation and culture of neurons and neurospheres from chicken brain cortex

Métodos de cultivo celular são convenientes na realização de análises funcionais de alterações/interações protéicas das células neuronais, auxiliando a decifrar o interactoma de proteínas chaves na neurogênese de doenças do Sistema Nervoso Central. Por esse motivo, culturas de neurônios e neuroesferas isolados do córtex cerebral aviar representam um modelo acessível para o estudo de diversas doenças neurológicas, tal como a epilepsia. A espécie aviar apresenta peculiaridades em seu proteoma neuronal, visto a presença de uma expressão diferenciada de proteínas chaves no metabolismo energético cerebral, algumas destas (VDAC1 e VDAC2) desempenham papel importante na compreensão do mecanismo da epilepsia refratária. A metodologia estabelecida no presente estudo obteve cultivo de neuroeferas, onde as células cresceram tipicamente em aglomerados atingindo, dentro de 7 dias, o diâmetro ideal de 100-200 µm. A diferenciação celular das neuroesferas foi obtida após a aderência destas às placas tratadas com poli-D-lisina, evidenciada pela migração de fibras do interior da neuroesfera. Ao contrário das neuroesferas, os neurônios em cultivo extenderam seus neuritos após 11 dias de isolamento. Tal modelo in vitro pode ser utilizado com sucesso na identificação das variáveis neuroproteômicas, propiciando uma avaliação global das alterações dinâmicas e suas interações protéicas. Tal modelo pode ter aplicações em estudos dos efeitos de indutores da morte celular e bloqueadores de canais de membrana mitocondriais em proteínas chaves do metabolismo energético cerebral.(AU)

Cell culture methods are used for studies of protein interactions in neural cells, helping to detect the interactome of proteins linked to generation of central nervous system diseases. For this reason, neural cells and neurospheres isolated from cortical chicken brain are a current model for studies of neurological diseases, such as epilepsy. Chicken brain has key characteristics on its proteome, with a differential expression of proteins linked to energy metabolism, some of them (VDAC 1 and VDAC 2) play an important role in understanding mechanism of refractory epilepsy. Using the methods described, we found neurospheres, in which cells grow in structures with the ideal diameter of 100-200µm within seven days after isolation. Neurospheres differentiation was obtained after adhesion of these cells to surfaces coated with poly-D-Lysine, detected by migration of fibers inside them. Unlike neurospheres, neurons extended neurites after 11 days of isolation. Here we describe a method to isolate and culture neurons and neurospheres from chicken cerebral cortex. Such "in vitro" model can be utilized on studies of neuronal protein differential expression and interaction. Cultures of isolated neurons represent an accessible model on studies of apoptosis and channel blockers of key proteins linked to brain metabolism.(AU)

Purificação e caracterização da VDAC de mitocôndrias corticais aviares: identificação de modificações pós-traducionais nas porinas neuronais murinas e aviares / Purification and characterization of avian cortical mitochondrial VDAC: identification of post-translational modifications of rat and avian neuronal porins

A VDAC é uma porina presente na MME cuja função é crucial no metabolismo energético, sobrevivência e morte celular. A caracterização da VDAC torna-se importante para a compreensão das inter-relações da mitocôndria com os diferentes componentes citosólicos, tais como a HK. A ligação HK-VDAC favorece a utilização do ATP intramitocondrial em células neuronais, a HK cerebral pode interagir de formas diferentes com a VDAC, o que resulta em diferentes sítios de ligação (sítios A e B). Os variados papéis metabólicos das isoformas da VDAC podem ser explicados pela presença de alterações pós-traducionais. No presente trabalho purificamos a VDAC1 mitocondrial neuronal proveniente de cérebro aviar. Paralelamente, comprovamos que a presença de múltiplas formas das VDACs 1 e 2 em cérebros murino e aviar, seja devida à presença de modificações pós-traducionais, nomeadamente a fosforilação. A proteína isolada apresentou peso molecular de 30KDa. Quando submetida à eletroforese e posteriormente à coloração para a identificação de fosfoproteínas, a mesma mostrou-se desfosforilada. O conhecimento da presença, ou ausência de fosforilação das VDACs, reside na importância de estabelecer-se as bases moleculares ligadas à existência de sítios A e B nas mitocôndrias neuronais.(AU)

VDAC (voltage-dependent anion channel) is a pore forming protein from outer mitochondrial membrane. It has key functions on energetic metabolism, and cell death and survival. VDAC characterization is important for understanding mitochondrial interactions with cytosolic proteins, such as hexokinase (HK). HK-VDAC interaction supports preferential access to intramitochondrial ATP in neural cells. Brain HK interacts in different ways with VDAC. It results in two HK binding sites (A and B). VDAC isoforms differential metabolic roles may be explained by the presence of post-translational modifications. In this study we purified avian neuronal mitochondrial VDAC1. At same time we showed that VDACs 1 and 2 pI heterogeneity in rat and avian brains is due to phosphorylation. Purified VDAC had a molecular weight of 30 KDa. The purified VDAC submitted to phosphorylated protein staining on gel, was dephosphorylated. The knowledge of presence or absence of VDAC phosphorylation is important for understanding the molecular nature basis of A and B HK binding sites in brain mitochondria.(AU)

Análise interactômica da VDAC (voltage-dependent anion selective channel) nos cérebros aviar, bovino e murino / Interactomic analysis of VDAC (voltage-dependent anion selective channel) in rat, bovine and chicken brain

A VDAC é a proteína mais abundante na membrana mitocondrial externa. Exerce o controle da atividade desta organela através da regulação da troca de metabólitos e tem função crucial no mecanismo de apoptose. Em nosso caso, os estudos dos complexos protéicos, das interações entre a VDAC e outras proteínas presentes no interior do neurônio que auxiliam na manutenção das funções das organelas e da célula, fazem parte da chamada interactômica. O presente estudo determinou o interactoma do complexo protéico He-xoquinase-VDAC-ANT presente em cérebros murino, bovino e aviar. Nosso objetivo foi identificar se as expressões diferenciadas da VDAC1 e VDAC2 verificadas nos cérebros murino, aviar e bovino, estão associadas a diferenças nos interactomas dessas proteínas. Este estudo revelou que as espécies aviar e bovina apresentaram o maior número de complexos protéicos contendo VDACs (5) quando comparadas com os neurônios de rato (1), o que é indicativo de uma cinética diferencial de montagem ou desmontagem do complexo. Além disso, a VDAC mitocondrial neuronal aviar também interage com mais proteínas em relação à VDAC mitocondrial neuronal bovina, o que é resultado de uma composição de subunidades diferenciada. Tais resultados indicam diferenças significativas quanto ao metabolismo energético e apoptótico no cérebro aviar, bovino e murino, existindo interações diferenciais da VDAC no cérebro aviar.(AU)

The voltage dependent anion channel (VDAC) is the most abundant protein of outer mitochondrial membrane. VDAC controls metabolite exchange through this membrane and the apoptosis machinery. Interactomics is the study of protein complexes, their interactions and the consequences of these interactions. In our case we studied the interactome of the hexokinase-VDAC-ANT (adenine nucleotide transporter) complex in mitochondria of neuronal cells from rat, bovine and chicken brain. We wished to understand if the differential expression of VDAC1 and VDAC2 verified in these cells was linked to differences in the interactions between proteins in these complexes. Our results showed that avian and bovine neurons had more protein complexes (5) containing VDAC than rat cells (1), which indicates a differential kinetics of assembly or disassembly. Moreover, mitochondrial neuronal chicken VDAC interacts with more proteins in comparison with bovine neuronal VDAC, which is indicative of a differential subunit composition. These results supported evidences of differential apoptotic and energetic mechanisms between these brains.(AU)

Diferenciação neuronal de células-tronco de dente decíduo esfoliado

As células-tronco (CT) são células que apresentam propriedades de auto-renovação, capazes de gerar diferentes tipos celulares e reconstituir diversos tipos de tecidos, por isso têm sido vistas como uma alternativa terapêutica para o tratamento de muitas doenças cujo tratamento convencional não é eficiente. Além disso, por sua plasticidade, as CT podem ser usadas para produzir modelos in vitro para o estudo de doenças, o que tem sido particularmente interessante para doenças que acometem o sistema nervoso. As células-tronco humanas de dente decíduo esfoliado (Stem cell from Human Esfoliated Deciduous teeth, SHED) são descritas em alguns trabalhos como capazes de se diferenciarem em células neuronais através da transdiferenciação direta, um processo simples que possibilita a diferenciação de um tipo celular em outro por meio da utilização de agentes químicos. No entanto, a diferenciação de SHED em neurônios é contestada como sendo um artefato de cultura devido ação citotóxica destes agentes. Com base nesta premissa, o objetivo deste trabalho foi realizar protocolos para a produção de neurônios a partir das SHED utilizando modificações de métodos descritos na literatura e utilizados na diferenciação neuronal. Durante um dos protocolos utilizados, foi possível verificar a morfologia de células semelhantes à neurônio, porém após alguns dias de manutenção, as células voltavam ao formato fusiforme original. Com este trabalho podemos afirmar que, de acordo com os resultados obtidos, as SHED não geram neurônios funcionais.

Stem cells (SC) are cells that present self-renewal properties, capable of generating cells types and reconstitute several tissue types. For this reason, they have been seen as a therapeutic alternative to the treatment of many diseases which conventional treatment is not efficient. Besides, because of its plasticity, SC may be used to produce in vitro models in order to study diseases, what is interesting to diseases that affect the nervous system. Human SC from SHED (Stem cell from Human Exfoliated Deciduous teeth, SHED) are described in some papers as being capable of self-differentiation in neuronal cells through the direct transdifferentiation, a simple process that makes possible the differentiation of a cell type in another through the use of chemical agents. Nevertheless, SHED differentiation is refuted as being a artifact of culture due to cytotoxic action of these agents. Based on this premise, the aim of this study was to carry out protocols in order to produce neurons from SHED, using modifications and methods of neuronal differentiation described in the literature and used in the neuronal differentiation. During one of the protocols used, it was possible to verify the morphology of the cells as neuron-like, however, after some days of maintenance, they turn back to their original fusiform format. In this study, we can state, according to the obtained results, that SHED do not generate functional neurons.

Quantificações de neurônios no encéfalo de Quatiem diferentes regiões funcionais / Neuros quantification of coati (Nasua nasua) brain in different functional region / Medición de neuronas en el cerebro coati (Nasua nasua) en diferentes regiones funcionales

O quati (Nasua nasua) é um mamífero carnívoro, de porte médio e é amplamente encontrado na América do Sul, e em quase todas as regiões do Brasil, principalmente em florestas. Possui hábitos diurnos,terrestres e arborícolas, tendo uma alimentação onívora e frugívora. Esses animais forrageiam no chão e utilizam principalmente as garras dianteiras à procura de alimento, sendo que além das garras não retráteis esses animais possuem cinco dedos que os possibilitam de cavar. O presente estudo tem como objetivo avaliar as principais áreas do encéfalo, no intuito de descobrir qual dessas áreas são mais desenvolvidas, de acordo com o comportamento do quati. O material utilizado foram três encéfalos fixados em paraformaldeído 4% de solução tampão fosfato pH 7,4, amostras foram retiradas de diferentes locais do córtex cerebral e foram submetidos aos processos histológicos padrão. Em seguida, para uma melhor visualização dos Corpúsculos de Nissl, o material foi submetido a uma coloração de violeta cresil modificado e então foi feita a contagem por área, onde se obteve uma média e das cinco médias obteve-se uma média final. O resultado obtido foi um grande número de corpos neuronais na área motora com uma média de 51,38, assim confirmando suas habilidades em escavar, rasgar troncos e escalar árvores.(AU)

The Coati (Nasua nasua) is a medium size carnivore mammal, it is broadly found in South America and in almost ali Brazilian regions, most off in forests. It has daily, land and arboreal habits and an omnivore foodstuffs. This kind of animais forage the ground in search of food, for that it uses theirs front claws. Beyond it clawsthose animal have five fingers that made them able to digo This present paper has the intention of discover whichof brain areas are more developed according with the Coati behavior. The material used was 3 brains fixed in paraformaldehyde 4% of phosphate solution 7.4 PH, samples was with drawn of different locais of the brain cortex e were submitted to the standards histological procedures. After that for the better visualization of the Nissl corpuscles the samples were submitted to a modified cresyl violet coloration and then was made count per area,where was obtained an average, and after five average was obtained a final average. The result was a large number of neuro bodies in the motor area with a 51.38 of average confirming theirs digging, trunk ripping andtree climbing skills.(AU)

El Coatí (Nasua Nasua) es un mamífero de tarnano media que se encuentra en la mayor parte de Sudamérica y en casi toda la region de Brasil, principalmente en selvas y bosques. Los Coatís son animales de hábitos nocturnos, terrestres y arborícolas; y mantienen una dieta omnívora y frugívora. Dichos animales cuentan con 5 dedos en sus patas y unas retráctiles que les permiten escarbar en busca de alimento. Este estudio tiene como objetivo evaluar las principales áreas dei cerebro con el fin de conocer cuáles de ellas están más desarrolladas de acuerdo a su comportamiento. Tres cerebros fueron tomados como objetos de estudio.Estos fueron trabajados en 4% de paraformaldehído tampón fosfato pH 7.4, de ellos, se extrajeron muestras decorteza cerebral de distintas zonas y se sometieron a procesos hidrológicos estándar. Para una mejor visualización de las muestras se sometió el material a un tenido de violeta de cresilo modificado. El resultado fue un gran número de cuerpos de células neuronales en el área motriz con una media de 51.38, que mejora su capacidad para cavar, escalar y desgarrar troncos.(AU)

Quantificações de neurônios no encéfalo de Quatiem diferentes regiões funcionais / Neuros quantification of coati (Nasua nasua) brain in different functional region / Medición de neuronas en el cerebro coati (Nasua nasua) en diferentes regiones funcionales

O quati (Nasua nasua) é um mamífero carnívoro, de porte médio e é amplamente encontrado na América do Sul, e em quase todas as regiões do Brasil, principalmente em florestas. Possui hábitos diurnos,terrestres e arborícolas, tendo uma alimentação onívora e frugívora. Esses animais forrageiam no chão e utilizam principalmente as garras dianteiras à procura de alimento, sendo que além das garras não retráteis esses animais possuem cinco dedos que os possibilitam de cavar. O presente estudo tem como objetivo avaliar as principais áreas do encéfalo, no intuito de descobrir qual dessas áreas são mais desenvolvidas, de acordo com o comportamento do quati. O material utilizado foram três encéfalos fixados em paraformaldeído 4% de solução tampão fosfato pH 7,4, amostras foram retiradas de diferentes locais do córtex cerebral e foram submetidos aos processos histológicos padrão. Em seguida, para uma melhor visualização dos Corpúsculos de Nissl, o material foi submetido a uma coloração de violeta cresil modificado e então foi feita a contagem por área, onde se obteve uma média e das cinco médias obteve-se uma média final. O resultado obtido foi um grande número de corpos neuronais na área motora com uma média de 51,38, assim confirmando suas habilidades em escavar, rasgar troncos e escalar árvores.

The Coati (Nasua nasua) is a medium size carnivore mammal, it is broadly found in South America and in almost ali Brazilian regions, most off in forests. It has daily, land and arboreal habits and an omnivore foodstuffs. This kind of animais forage the ground in search of food, for that it uses theirs front claws. Beyond it clawsthose animal have five fingers that made them able to digo This present paper has the intention of discover whichof brain areas are more developed according with the Coati behavior. The material used was 3 brains fixed in paraformaldehyde 4% of phosphate solution 7.4 PH, samples was with drawn of different locais of the brain cortex e were submitted to the standards histological procedures. After that for the better visualization of the Nissl corpuscles the samples were submitted to a modified cresyl violet coloration and then was made count per area,where was obtained an average, and after five average was obtained a final average. The result was a large number of neuro bodies in the motor area with a 51.38 of average confirming theirs digging, trunk ripping andtree climbing skills.

El Coatí (Nasua Nasua) es un mamífero de tarnano media que se encuentra en la mayor parte de Sudamérica y en casi toda la region de Brasil, principalmente en selvas y bosques. Los Coatís son animales de hábitos nocturnos, terrestres y arborícolas; y mantienen una dieta omnívora y frugívora. Dichos animales cuentan con 5 dedos en sus patas y unas retráctiles que les permiten escarbar en busca de alimento. Este estudio tiene como objetivo evaluar las principales áreas dei cerebro con el fin de conocer cuáles de ellas están más desarrolladas de acuerdo a su comportamiento. Tres cerebros fueron tomados como objetos de estudio.Estos fueron trabajados en 4% de paraformaldehído tampón fosfato pH 7.4, de ellos, se extrajeron muestras decorteza cerebral de distintas zonas y se sometieron a procesos hidrológicos estándar. Para una mejor visualización de las muestras se sometió el material a un tenido de violeta de cresilo modificado. El resultado fue un gran número de cuerpos de células neuronales en el área motriz con una media de 51.38, que mejora su capacidad para cavar, escalar y desgarrar troncos.

Immunohistochemical investigation of neuronal injury in cerebral cortex of cobra-envenomed rats

The immunohistochemical expression of neuron-specific enolase, NSE (a cytoplasmic glycolytic enzyme of the neurons), synaptophysin, SYN (a major membrane glycoprotein of synaptic vesicles), and Bcl-2 (anti-apoptotic protein) were determined in cerebral cortex of rats envenomed with neurotoxic venom from Egyptian cobra. Male rats were intramuscularly (IM) injected with a single injection of either physiological saline solution or ® LD50 or LD50 of cobra venom and sacrificed 24, 48, or 72 hr after envenoming. Formalin-fixed paraffin sections were immunohistochemically studied by avidin-biotin-peroxidase complex method. Neuron histological structure and isolation of genomic DNA were also detected. The results showed a dose and time-dependent increase in NSE and SYN immunoreactivity in cerebral cortex of envenomed rats except in 72 hr high dose envenoming, where decreased SYN was observed. On the other hand, low dose venom induced high Bcl-2 expression 24 hr after envenoming, while the high dose decreased Bcl-2 protein expression. Temporal and spatial Bcl-2 expression was accompanied by DNA fragmentation in cerebral cortex of all envenomed rats, although no serious histological alterations were noticed. These results suggest that cobra venom may lead to neuronal injury and impairment of axonal transport as ascertained by alterations in NSE and SYN immunoreactivity. It could also indicate that venom alters the molecular machinery of apoptosis by inhibiting Bcl-2 expression; however, some vulnerable cells have the ability to overcome this by increasing Bcl-2 protein. These immunohistochemical investigations can be used as tools for detecting neuronal abnormalities even before the occurrence of any histological alterations in case of cerebral cortex neurotoxicity.(AU)

Immunohistochemical investigation of neuronal injury in cerebral cortex of cobra-envenomed rats

The immunohistochemical expression of neuron-specific enolase, NSE (a cytoplasmic glycolytic enzyme of the neurons), synaptophysin, SYN (a major membrane glycoprotein of synaptic vesicles), and Bcl-2 (anti-apoptotic protein) were determined in cerebral cortex of rats envenomed with neurotoxic venom from Egyptian cobra. Male rats were intramuscularly (IM) injected with a single injection of either physiological saline solution or ½ LD50 or LD50 of cobra venom and sacrificed 24, 48, or 72 hr after envenoming. Formalin-fixed paraffin sections were immunohistochemically studied by avidin-biotin-peroxidase complex method. Neuron histological structure and isolation of genomic DNA were also detected. The results showed a dose and time-dependent increase in NSE and SYN immunoreactivity in cerebral cortex of envenomed rats except in 72 hr high dose envenoming, where decreased SYN was observed. On the other hand, low dose venom induced high Bcl-2 expression 24 hr after envenoming, while the high dose decreased Bcl-2 protein expression. Temporal and spatial Bcl-2 expression was accompanied by DNA fragmentation in cerebral cortex of all envenomed rats, although no serious histological alterations were noticed. These results suggest that cobra venom may lead to neuronal injury and impairment of axonal transport as ascertained by alterations in NSE and SYN immunoreactivity. It could also indicate that venom alters the molecular machinery of apoptosis by inhibiting Bcl-2 expression; however, some vulnerable cells have the ability to overcome this by increasing Bcl-2 protein. These immunohistochemical investigations can be used as tools for detecting neuronal abnormalities even before the occurrence of any histological alterations in case of cerebral cortex neurotoxicity.