Blood-cerebrospinal fluid (CSF) barrier dysfunction means reduced CSF flow not barrier leakage - conclusions from CSF protein data / Disfunção da barreira hemato-liquórica significa redução do fluxo de líquido cefalorraquidiano, e não quebra de barreira - conclusões a partir de estudos sobre as proteínas do LCR

ABSTRACT Background: Increased concentrations of serum proteins in cerebrospinal fluid (CSF) are interpreted as blood-CSF barrier dysfunction. Frequently used interpretations such as barrier leakage, disruption or breakdown contradict CSF protein data, which suggest a reduced CSF flow rate as the cause. Results: Even the severest barrier dysfunctions do not change the molecular size-dependent selectivity or the interindividual variation of the protein transfer across barriers. Serum protein concentrations in lumbar CSF increase with hyperbolic functions, but the levels of proteins that do not pass the barrier remain constant (brain proteins) or increase linearly (leptomeningal proteins). All CSF protein dynamics above and below a lumbar blockade can also be explained, independent of their barrier passage, by a reduced caudally directed flow. Local accumulation of gadolinium in multiple sclerosis (MS) is now understood as due to reduced bulk flow elimination by interstitial fluid (ISF). Nonlinear change of the steady state in barrier dysfunction and along normal rostro-caudal gradients supports the diffusion/flow model and contradicts obstructions of diffusion pathways. Regardless of the cause of the disease, pathophysiological flow blockages are found in bacterial meningitis, leukemia, meningeal carcinomatosis, Guillain-Barré syndrome, MS and experimental allergic encephalomyelitis. In humans, the fortyfold higher albumin concentrations in early fetal development decrease later with maturation of the arachnoid villi, i.e., with beginning CSF outflow, which contradicts a relevant outflow to the lymphatic system. Respiration- and heartbeat-dependent oscillations do not disturb net direction of CSF flow. Conclusion: Blood-CSF and blood-brain barrier dysfunctions are an expression of reduced CSF or ISF flow rate.

RESUMO Introdução: Concentrações aumentadas de proteínas séricas no líquido cefalorraquidiano são interpretadas como disfunção da barreira (hemato-liquórica) sanguínea do LCR. Interpretações frequentemente usadas, como vazamento de barreira (quebra ou rompimento de barreira), rompimento ou quebra, contradiz os dados de proteína do LCR, que sugerem uma taxa de fluxo reduzida do LCR como a causa. Resultados: Mesmo as disfunções de barreira mais graves não alteram a seletividade dependente do tamanho molecular nem a variação interindividual da transferência de proteína através de barreiras. As concentrações de proteínas séricas no LCR lombar aumentam com as funções hiperbólicas, mas as proteínas que não passam a barreira permanecem constantes (proteínas do cérebro) ou aumentam linearmente (proteínas leptomeningeais). Toda a dinâmica das proteínas do LCR acima e abaixo de um bloqueio lombar também pode ser explicada, independente de sua passagem pela barreira, por um fluxo caudal reduzido. O acúmulo local de gadolínio na esclerose múltipla (EM) é agora entendido como decorrente da redução da eliminação do bulk flow pelo fluido intersticial (FIS). A mudança não linear do estado estacionário na disfunção da barreira e ao longo dos gradientes rostro-caudais normais apoia o modelo de difusão/fluxo e contradiz as obstruções das vias de difusão. Independentemente da causa da doença, os bloqueios fisiopatológicos do fluxo são encontrados na meningite bacteriana, leucemia, carcinomatose meníngea, síndrome de Guillain-Barré, EM e encefalomielite alérgica experimental. Em humanos, as concentrações de albumina quarenta vezes mais altas no desenvolvimento fetal inicial diminuem tarde com a maturação das vilosidades aracnoides, isto é, com o início do fluxo de LCR, o que contradiz um fluxo relevante para o sistema linfático. As oscilações dependentes da respiração e do batimento cardíaco não perturbam a direção do fluxo do LCR. Conclusão: As disfunções das barreiras hemato-liquórica e hemato-encefálica são uma expressão da redução da taxa de fluxo do LCR ou FIS.

Protective effect of extract of the Camellia japonica L. on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats / Efeito protetor do extrato da Camellia japonica L. na lesão de reperfusão isquêmica cerebral em ratos

ABSTRACT Objective: We investigated the protective effect of the extract of the Camellia japonica L. flower on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats. Methods: The rat ischemia-reperfusion injury was induced by middle cerebral artery occlusion for 90 minutes and reperfusion for 48 hours. The animals received an intravenous injection once a day of 20, 40, 80 mg/kg extract of C. japonica for three consecutive days before the ischemia reperfusion. The learning and memory function, the infarct volume, serum malondialdehyde (MDA) level and lactate dehydrogenase activity, and extravasation of immunoglobulin G (IgG) into cerebral parenchyma were assessed as the cell damage index. Results: Pretreatment with extract of C. japonica markedly reduced the infarct volume, serum malondialdehyde level and lactate dehydrogenase activity, and markedly inhibited the extravasation of IgG. Moreover, pretreatment with extract of C. japonica may also inhibit the learning and memory deficits induced by an ischemia-reperfusion injury. Conclusion: It was concluded that pretreatment with extract of C. japonica has a protective effect on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats.

RESUMO Objetivo: Investigamos o efeito protetor do extrato da flor de Camellia japonica L. (ECJ) na lesão de reperfusão isquêmica cerebral (I/R) em ratos. Métodos: A lesão de I/R de rato foi induzida por uma oclusão da artéria cerebral média por 90 minutos e reperfusão por 48 horas. Os animais receberam uma injeção intravenosa uma vez ao dia de 20, 40, 80 mg/kg de ECJ por três dias consecutivos antes da I/R. A função de aprendizagem e memória, o volume do infarto, o nível sérico de malondialdeído (MDA), a atividade da desidrogenase láctica e o extravasamento de imunoglobulina (IgG) no parênquima cerebral foram avaliados como índices de dano celular. Resultados: O pré-tratamento com ECJ reduziu acentuadamente o volume do infarto, o nível sérico de MDA e a atividade da desidrogenase láctica, e inibiu marcadamente o extravasamento de IgG. Além disso, o pré-tratamento com ECJ também poderia inibir os déficits de aprendizado e memória induzidos pela lesão de I/R. Conclusão: O pré-tratamento com ECJ tem um efeito protetor contra lesão cerebral de I/R em ratos.

O fator de crescimento dos vasos (VEGF) como mediador neuroprotetor na quebra da barreira hematoencefálica no envenenamento pela aranha "Phoneutria nigriventer" em ratos: análise das vias de sinalização e da neuroquímica cerebral por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier / Vascular endothelial growth factor (VEGF) as a neuroprotector mediator in the blood-brain barrier breakdown caused by "Phoneutria nigriventer" spider envenomation in rats: analysis of signaling pathways and cerebral neurochemistry by Fourier transform infrared spectroscopy

Resumo: O veneno da aranha Phoneutria nigriventer (PNV) contém neuropeptídeos que afetam canais iônicos e a neurotransmissão, induzindo a quebra da barreira hematoencefálica (BHE) no hipocampo de ratos, o que ocorre paralelamente ao aumento do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF). Sabe-se que a resposta biológica do VEGF é desencadeada através da regulação transcricional promovida pelo domínio tirosina-quinase de receptores transmembranares do VEGF, dos quais o VEGFR-2 (Flk-1) é considerado o principal mediador e ativador de várias vias de sinalização. O trabalho propõe investigar o possível papel neuroprotetor do VEGF após inibir sua ligação ao receptor Flk-1 pelo itraconazol (ITZ). Para isso, examinamos o status bioquímico do hipocampo por espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), bem como avaliamos as proteínas envolvidas nas rotas paracelular e transcelular da BHE e quais vias de sinalização, relacionadas à neuroproteção do VEGF, foram ativadas. Os ratos receberam PNV ou foram pré-tratados com ITZ (30 min) seguido de PNV pela veia da cauda e depois sacrificados em 1 e 2 h (intervalos com maiores sinais de intoxicação), 5 h (intervalo com sinais incipientes de recuperação) e 24 h (intervalo sem sinal visual detectável de envenenamento), sendo comparados aos controles, salina e ITZ. O pré-tratamento com o antifúngico agravou os efeitos do veneno e aumentou danos à BHE. Os espectros FT-IR do veneno, hipocampo dos controles, PNV e ITZ-PNV mostraram as bandas de 1400 cm-1 (carboxilato) e de 1467 cm-1 (flexão de CH2: principalmente lipídios), que foram considerados bandas biomarcadora e referência, respectivamente. A inibição da ligação VEGF/Flk-1 produziu mudanças marcantes na estabilidade lipídios/proteínas em 1-2 h. As maiores diferenças ocorreram nas regiões espectrais atribuídas à lípides simétricos (2852 cm-1) e assimétricos (2924 e 2968 cm-1). As análises quantitativas mostraram maiores aumentos na razão 1400 cm-1/1467 cm-1 no período de intoxicação grave (1 h), e referem-se à região espectral de 3106 cm-1 a 687 cm-1. Ademais, a desativação da ligação VEGF/Flk-1 pelo itraconazol (ITZ) aumentou o fator indutor de hipóxia (H1F1-?), VEGF, Flk-1, Flt-1, Neu-N e caspase-3 às 5 horas após a injeção do PNV. No mesmo intervalo, a permeabilidade transcelular da BHE aumentou (caveolina-1?, dinamina-2 e família Src de não receptores tirosina-quinase (SKFs)), enquanto laminina e a via paracelular (occludina, ?-catenina) foram reforçadas e a proteína de efluxo glicoproteína-P (P-gp) aumentou. Ao mesmo tempo (5 h), ocorreu auto-fosforilação da via pró-proliferação celular (p38-fosforilada). Às 24 h, apesar da ausência de sinais de intoxicação, a via pró-sobrevivência celular (Akt-fosforilada) diminuiu nos animais pré-tratados com ITZ, enquanto aumentou nos tratados com PNV apenas. Os dados indicam ativação de mecanismos de neuroproteção relacionados ao VEGF envolvendo o receptor Flk-1 e principalmente à serina-treonina-quinase Akt, provavelmente via PI3K. ERK-fosforilada (2 h) e p38-fosforilada (5 h) sugerem interação entre as vias de sinalização com o objetivo de restabelecer a homeostase do hipocampo. O intervalo de 5 h parece ser o ponto de virada orquestrando respostas biológicas variadas. Os dados permitem concluir sobre o papel neuroprotetor do VEGF e que o mesmo pode ser explorado como possível alvo terapêutico no envenenamento por P. nigriventer.(AU)

Abstract: Phoneutria nigriventer spider venom (PNV) contains ion channels-acting neuropeptides that affect neurotransmission and induces transitory blood-brain barrier (BBB) breakdown in rat¿s hippocampus, which run in parallel with (vascular endothelial growth factor) VEGF upregulation. It is known that VEGF biological response is triggered through transcriptional regulation promoted by transmembrane tyrosine kinase receptors, being VEGFR-2 (Flk-1) considered the major mediator of VEGF effect through activation of a number of signaling pathways. The purpose of this work is to investigate a putative neuroprotective role of VEGF by inhibiting its binding to receptor Flk-1 by itraconazole (ITZ). To do this, we examined the biochemical status of the hippocampus by Infrared Spectroscopy and Fourier Transform (FT-IR), as well as evaluated the proteins involved in the BBB paracellular and transcellular routes and which signaling pathways related to VEGF neuroprotection were activated. Rats were administered PNV alone or were pre-treated with ITZ (30 min) followed by PNV through the tail vein, and then euthanized at 1 and 2 h (intervals with greatest signs of intoxication), 5 h (interval with incipient signs of animals¿ recovery) and 24 h (interval with no visually detectable envenomation sign) and compared to saline and ITZ controls. The antifungal pre-treatment aggravated PNV toxic effects and increased BBB damage. FT-IR spectra of venom and from hippocampi of controls, PNV and ITZ-PNV showed a 1400 cm-1 band linked to symmetric stretch of carboxylate and 1467 cm-1 band (CH2 bending: mainly lipids), which were considered biomarker and reference bands, respectively. Inhibition of VEGF/Flk-1 binding produced marked changes in lipid/protein stability at 1-2 h. The largest differences were observed in spectra regions assigned to lipids, both symmetric (2852 cm-1) and asymmetric (2924 and 2968 cm-1). Quantitative analyses showed greatest increases in the 1400 cm-1/1467 cm-1 ratio also at 1 h. Such changes at period of rats¿ severe intoxication referred to wavenumber region from 3106 cm-1 to 687 cm-1. Furthermore, the deactivation of Flk-1 receptor by VEGF through itraconazole (ITZ) showed increased hypoxia inducible factor (H1F-1?), VEGF, Flk-1, Flt-1, Neu-N and caspase-3 at 5 h after PNV injection. At same interval, BBB transcellular permeability increased (caveolin-1?, dynamin-2 and Src family of non-receptor tyrosine kinases (SKFs)), while laminin and paracellular route (occludin, ?-catenin) were reinforced and P-glycoprotein (P-gp) efflux protein was increased. Such effects were timely followed by upregulation of auto-phosphorylation of the pro-proliferation (phosphorylated-p38) pathway. At 24 h, despite absence of intoxication signs, the pro-survival (p-Akt) pathway was downregulated in animals underwent inhibition of VEGF-Flk-1 binding, whereas it was upregulated in PNV rats non-treated with ITZ. The data indicate triggering of VEGF-related mechanisms involving Flk-1 receptor and serine-threonine kinase Akt, probably via PI3K, as the main mechanism of neuroprotection. Phosphorylated ERK (2 h) and p-p38 (5 h) indicates interplay among transduction pathways likely aiming at re-establishment of hippocampal homeostasis. The findings suggest 5 h interval as the turning point that orchestrates varied biological responses. Taking together the data of the present study allow concluding that VEGF expression exerts neuroprotective role and can be explored as a possible therapeutic target in P. nigriventer envenomation.(AU)

Identificação de um novo motivo peptídico específico para a vasculatura cerebral e que diferencia as barreiras hematoenfálica e hematoretiniana / Identification of a new specific peptide motif to the brain vasculature that differentiates between the blood brain barrier and the bloodretinal barrier

O conceito de heterogeneidade vascular é bem aceito pela comunidade cientifica, desempenhando papel essencial em processos fisiológicos e patológicos. Uma vez que os vasos sanguíneos são importantes na organogênese, diferenciação e morfogênese de tecidos e órgãos, torna-se interessante desvendar a diversidade vascular cerebral, identificando novos marcadores moleculares para este órgão tão importante. Utilizando tecnologia combinatorial de phage display in vivo, identificamos um novo motivo peptídico, na qual os aminoácidos FenilalaninaArginina-Triptofano (Phe-Arg-Trp; FRW) predominam. Este motivo peptídico é um ligante seletivo para vasos sanguíneos cerebrais e não se acumula em outros órgãos, incluíndo tecidos como intestinos e gônadas, que também apresentam barreiras endoteliais especificas. No entanto, mais surpreendente foi a observação de que o motivo FRW não se liga aos vasos sanguíneos da retina, o que implica em uma diferença até então desconhecida entre duas barreiras: a barreira hematoencefálica e a barreira hematoretiniana. Combinando phage display in vivo e microscopia eletrônica de transmissão, observamos a presença de partículas de fago ligadas à vasculatura cerebral em um nível supramolecular: aglomerados de fagos filamentosos expressando o motivo FRW foram visualizados ligados às regiões de contato entre as células endoteliais. Por fim, a utilização do peptídeo CFFWKFRWMC permite imageamento in vivo, demonstrando que novas ferramentas para estudar e visualizar o cérebro podem surgir deste motivo

The concept of vascular heterogeneity is well accepted by the scientific community, playing an essential role in physiological and pathological processes. Since blood vessels are important in organogenesis, differentiation, and morphogenesis of tissues and organs, it becomes interesting to unveil the cerebral vascular diversity, identifying new molecular markers for such important organ. Using in vivo phage display, we show that a new peptide motif that emerged from our combinatorial screening of the vasculature binds selectively to blood vessels in the brain in vivo but not to vessels in other organs. Peptides containing a conserved motif in which amino acids Phenylalanine-Arginine-Tryptophan (Phe-Arg-Trp; FRW) predominate could be visualized by transmission electron microscopy bound to the junctions between endothelial in all areas of the brain, including the optic nerve but not in other barrier containing tissues, such as intestines and testis. Remarkably, peptides containing the motif do not bind to vessels in the retina, implying an important molecular difference between these two vascular barriers. Furthermore, the peptide allows for in vivo imaging, demonstrating that new tools for studying and imaging the brain are likely to emerge from this motif

Expressão do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e seus receptores Flt-1 e Flk-1 após envenenamento pela aranha Phoneutria nigriventer em ratos / Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors Flt-1 and Flk-1 after envenoming by Phoneutria nigriventer spider in rats

O fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), o principal regulador da angiogênese e da permeabilidade vascular, foi recentemente reconhecido como neurotrófico, neurogênico e neuroprotetor, sendo, portanto, regulado positivamente em muitos processos neuropatológicos. Neste modelo experimental de quebra da barreira hematoencefálica (BHE) pelo veneno da aranha Phoneutria nigriventer (PNV), a expressão do VEGF e seus receptores tirosina-quinase, Flt-1 e Flk-1 e de seus RNAs mensageiros foi investigada no hipocampo e cerebelo de ratos Wistar (Rattus norvegicus) por imunohistoquímica (IHQ), western blotting (WB) e reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR). Paralelamente, a integridade da BHE foi avaliada através da expressão das proteínas da via paracelular, Ocludina e β-catenina, e da principal proteína da membrana basal, a Laminina, que estão presentes no endotélio na interface sangue-cérebro. O estudo foi realizado em ratos de 14 dias (neonatos) e de 8-10 semanas (adultos jovens) para avaliar diferenças em função da idade na funcionalidade da BHE e na possível mediação dos efeitos neurotóxicos do PNV pelo VEGF. A via escolhida para administração de PNV (1,7 mg/kg em 0,5ml de salina 0,9%) foi intraperitoneal, devido sua administração mais favorável nos animais neonatos. Os tempos de 2, 5 e 24 horas após a administração de PNV visaram investigar a expressão das proteínas, RNAs mensageiros e uma possível mediação pelo VEGF na fase aguda do envenenamento. A administração do PNV provocou sinais imediatos de intoxicação nos animais, os quais foram mais severos e imediatos nos neonatos do que nos adultos.

Vascular endothelial growth factor (VEGF), a major regulator of developmental angiogenesis and vascular permeability, was recently recognized as neurotrophic, neurogenic and neuroprotector, hence being upregulated in many neuropathological processes. In this experimental model of blood brain barrier (BBB) breakdown by the Phoneutria nigriventer spider venom (PNV), the expression of VEGF and its receptor tyrosine kinases, Flt-1 and Flk-1 and their mRNAs was investigated in the hippocampus and cerebellum of Wistar rats (Rattus norvegicus) by immunohistochemistry (IHC), western blotting (WB) and real time polymerase chain reaction (qPCR). Simultaneously, the BBB integrity was assessed through expression of paracellular pathway proteins, β- catenin and Occludin, and the main basement membrane protein, Laminin, which are present in the endothelium blood-brain interface. The study was performed in rats by 14 days (neonates) and 8-10 weeks (young adults) to assess differences related to age in the BBB functionality and the possible mediation of the PNV neurotoxic effects by VEGF. The via chosen for PNV administration (1.7 mg/kg in 0.5 ml of 0.9% saline) was intraperitoneally, due to more favorable application in neonate animals. The times of 2, 5 and 24 hours after PNV administration aimed to investigate the expression of proteins, mRNAs, and possible mediation by VEGF in acute envenomation. The PNV administration provoked immediate signs of intoxication in animals, which were more severe and immediate in neonates than in adults. In hippocampus, the WB data showed increased expression of VEGF, Flt-1 and Flk-1 and their mRNAs, which were concomitant with the development of perivascular edema, and decreased expression of Occludin, β-catenin and Laminin. IHC data show that VEGF immunoreactivity occurred in the bodies and dendrites of pyramidal neurons in the subfield CA1, CA2, CA3 and dentate gyrus of the hippocampus, in contrast with nuclear staining of Flt-1 and Flk-1.

Os possíveis papéis da S100B na esquizofrenia / Potential roles of S100B in schizophrenia

Evidências científicas do aumento da concentração da proteína S100B no sangue de pacientes esquizofrênicos são muito consistentes. No passado essa informação era principalmente considerada como reflexo da disfunção astroglial ou da barreira hematoencefálica. MÉTODOS: Pesquisa de publicações no PubMed até o dia 15 de junho de 2011 visando estabelecer potenciais ligações entre a proteína S100B e as hipóteses correntes da esquizofrenia. RESULTADOS: A S100B está potencialmente associada com as hipóteses dopaminérgica e glutamatérgica. O aumento da expressão de S100B tem sido detectado em astrócitos corticais em casos de esquizofrenia paranoide, enquanto se observa uma redução da expressão em oligodendrócitos na esquizofrenia residual, dando suporte à hipótese glial. Recentemente, a hipótese da neuroinflamação da esquizofrenia tem recebido atenção crescente. Nesse sentido, a S100B pode funcionar como uma citocina secretada por células gliais, linfócitos CD8+ e células NK, levando à ativação de monócitos e microglia. Além disso, a S100B apresenta propriedades do tipo adipocina e pode estar desregulada na esquizofrenia, devido a distúrbios da sinalização de insulina, levando ao aumento da liberação de S100B e ácidos graxos do tecido adiposo. CONCLUSÃO: A expressão de S100B em diferentes tipos celulares está envolvida em muitos processos regulatórios. Atualmente, não pode ser respondido qual mecanismo relacionado à esquizofrenia é o mais importante

Scientific evidence for increased S100B concentrations in the peripheral blood of acutely ill schizophrenia patients is consistent. In the past, this finding was mainly considered to reflect astroglial or blood-brain barrier dysfunction. METHODS: Using Entrez, PubMed was searched for articles published on or before June 15, 2011, including electronic early release publications, in order to determine other potential links between S100B and current hypotheses for schizophrenia. RESULTS: S100B is potentially associated with the dopamine and glutamate hypotheses. Supporting the glial hypothesis, an increased expression of S100B has been detected in cortical astrocytes of paranoid schizophrenia cases, while decreased oligodendrocytic expression has been observed in residual schizophrenia. Recently, the neuroinflammation hypothesis of schizophrenia has gained attention. S100B may act as a cytokine after secretion from glial cells, CD8+ lymphocytes and NK cells, activating monocytes and microglial cells. Moreover, S100B exhibits adipokine-like properties and may be dysregulated in schizophrenia due to disturbances in insulin signaling, leading to the increased release of S100B and free fatty acids from adipose tissue. DISCUSSION: Dysregulation of pathways related to S100B appears to play a role in schizophrenia. However, S100B is expressed in different cell types and is involved in many regulatory processes. Currently, "the most important" mechanism related to schizophrenia cannot be determined

Blood-brain barrier breakdown and repair following gliotoxic drug injection in the brainstem of streptozotocin-diabetic rats / Ruptura e reparo da barreira hematoencefálica pós-injeção de droga gliotóxica no tronco encefálico ratos diabéticos

Ethidium bromide (EB) causes local astrocytic disappearance, with glia limitans disruption and blood-brain barrier (BBB) breakdown. The aim of this study was to evaluate the BBB integrity after the injection of 0.1 percent EB or 0.9 percent saline solution into the cisterna pontis of Wistar rats submitted or not to the streptozotocin diabetogenic model. Brainstem sections were collected from 24 hours to 31 days post-injection for ultrastructural analysis and glial fibrillary acidic protein immunohistochemical staining. Some animals received colloidal carbon ink by intravenous route at the same periods. In rats injected with EB, results revealed astrocyte disappearance and leakage of carbon particles beginning at 48 hours and persisting for 7 days in non-diabetic rats and for 15 days in the diabetic ones, although, in both groups, several areas remained devoid of astrocytic processes up to 31 days. In rats injected with saline, there was no sign of astrocytic loss or carbon particles leakage.

O brometo de etídio (BE) determina o desaparecimento local de astrócitos, com ruptura da glia limitans e dano na barreira hematoencefálica (BHE). Este estudo visou avaliar a integridade da BHE após injeção de solução de BE a 0,1 por cento ou de salina a 0,9 por cento na cisterna pontis de ratos Wistar submetidos ou não ao modelo diabetogênico da estreptozotocina. Fragmentos do tronco encefálico foram coletados das 24 horas aos 31 dias pós-injeção para estudo ultraestrutural e marcação imuno-histoquímica para proteína glial fibrilar ácida. Alguns animais receberam carvão coloidal por via intravenosa nos mesmos períodos. Nos grupos injetados com BE, os resultados mostraram desaparecimento astrocitário e extravasamento de partículas de carvão nas lesões a partir das 48 horas, persistindo por até sete dias nos animais não diabéticos e 15 dias nos diabéticos, embora, em ambos os grupos, diversas áreas permanecessem destituídas de astrócitos até 31 dias após. Nos ratos injetados com salina, diabéticos ou não, não houve sinal de perda astrocitária nem de extravasamento vascular de carvão.

Terapia com células da medula óssea em modelo experimental de insuficiência hepática aguda induzida por acetominofen / Therapy with bone marrow cells in an experimental model of heart failure liver induced by acute acetaminophen

Introdução e objetivos: a insuficiência hepática aguda (IHA), apesar de rara, permanece como uma condição rapidamente progressiva e frequentemente fatal. A intoxicação por acetaminofen (APAP) induz necrose hepática maciça e frequentemente leva à morte por edema cerebral. Terapias celulares são de grande interesse como potenciais tratamentos para IHA. Neste projeto foi avaliado o potencial terapêutico das células mononucleares da medula óssea (CMMO) em um modelo experimental de IHA induzida por APAP em camundongos. Métodos: A IHA foi induzida em camundongos C57Bl/6, previamente submetidos à dieta alcoólica por três semanas, através da administração de APAP na dose de 300 mg/kg por via intraperitoneal. Após a indução da IHA, os camundongos foram transplantados, por via endovenosa, com 107 CMMO...

Introduction and objectives: a cute liver failure (IHA), although rare, remains a rapidly progressive and often fatal condition. Poisoning by acetaminophen (APAP) induces a massive hepatic necrosis and often leads to death by cerebral edema. Cell therapies are of great interest as potential treatments for IHA. In this project we evaluated the therapeutic potential of bone marrow mononuclear cells (BMC) in an experimental model of IHA induced by APAP in mice. Methods: The IHA was induced in C57BL/6 mice previously submitted to the alcohol diet for three weeks by the administration of APAP at a dose of 300 mg / kg, intraperitoneally. After induction of IHA, the mice were transplanted intravenously with 107 BMC...

Mecanismos de disfunção da barreira hematoencefálica no paciente criticamente enfermo: ênfase no papel das metaloproteinases de matriz / Mechanisms of dysfunction of the blood-brain barrier in critically ill patients: emphasis on the role of matrix metalloproteinases

Será descrito a base fisiológica dos componentes da barreira hematoencefálica e suas propriedades. Além disto, pretende-se abordar o efeito particular das metaloproteinases e seu controle sobre as propriedades da matriz extracelular e a relação disto com disfunção da barreira hemotoencefálica. Finalmente se demonstrará o papel da metaloproteinases nas alterações do sistema nervoso central em doenças associadas ao paciente criticamente enfermo.

This paper aims to describe the physiological basis of the blood-brain barrier components and its properties. Additionally, the particular effects of metalloproteinases and their control over the extracellular matrix and its relationship with blood-brain barrier dysfunction are discussed. Finally, the role of metalloproteinases on changes in the central nervous system in critically ill patients is discussed.

A 2D-QSPR approach to predict blood-brain barrier penetration of drugs acting on the central nervous system

Drugs acting on the central nervous system (CNS) have to cross the blood-brain barrier (BBB) in order to perform their pharmacological actions. Passive BBB diffusion can be partially expressed by the blood/brain partition coefficient (logBB). As the experimental evaluation of logBB is time and cost consuming, theoretical methods such as quantitative structure-property relationships (QSPR) can be useful to predict logBB values. In this study, a 2D-QSPR approach was applied to a set of 28 drugs acting on the CNS, using the logBB property as biological data. The best QSPR model [n = 21, r = 0.94 (r² = 0.88), s = 0.28, and Q² = 0.82] presented three molecular descriptors: calculated n-octanol/water partition coefficient (ClogP), polar surface area (PSA), and polarizability (α). Six out of the seven compounds from the test set were well predicted, which corresponds to good external predictability (85.7%). These findings can be helpful to guide future approaches regarding those molecular descriptors which must be considered for estimating the logBB property, and also for predicting the BBB crossing ability for molecules structurally related to the investigated set.

Fármacos que atuam no sistema nervoso central (SNC) devem atravessar a barreira hematoencefálica (BHE) para exercerem suas ações farmacológicas. A difusão passiva através da BHE pode ser parcialmente expressa pelo coeficiente de partição entre os compartimentos encefálico e sanguíneo (logBB, brain/blood partition coefficient). Considerando-se que a avaliação experimental de logBB é dispendiosa e demorada, métodos teóricos como estudos das relações entre estrutura química e propriedade (QSPR, Quantitative Structure-Property Relationships) podem ser utilizados na previsão dos valores de logBB. Neste estudo, uma abordagem de QSPR-2D foi aplicada a um conjunto de 28 moléculas com ação central, usando logBB como propriedade biológica. O melhor modelo de QSPR [n = 21, r = 0,94 (r² = 0,88), s = 0,28 e Q² = 0,82] apresentou três descritores moleculares: o coeficiente calculado de partição n-octanol/água (ClogP), área de superfície polar (PSA) e polarizabilidade (α). Seis dos sete compostos do conjunto de avaliação foram bem previstos pelo modelo, o que corresponde a um bom poder de previsão externa (85,7%). Os resultados obtidos podem auxiliar de forma relevante em estudos futuros, orientando quais descritores moleculares devem ser considerados para estimar logBB e prever a passagem através da BHE de moléculas estruturalmente relacionadas às do conjunto investigado.