Longterm melatonin administration alleviates paraquat mediated oxidative stress in Drosophila melanogaster / La administración de melatonina a largo plazo mitiga el estrés oxidativo mediado por paraquat en Drosophila melanogaster

We investigated the effect of melatonin (MEL) in the activities of cytosolic superoxide dismutase (SOD) and catalase as well as in the levels of H2O2 and mitochondrial malondialdehyde (MDA) in paraquat-intoxicated Drosophila melanogaster. Paraquat (40 mM) was administrated for 36 h. Three groups of flies intoxicated with paraquat were used: PQ (exposed during 36h to paraquat), PQ-MEL (exposed during 36h to paraquat and then treated with MEL [0.43 mM] for 12 days) and PQ-Control (maintained in standard corn meal for 12 days). Two additional groups without pre-intoxication with PQ were added: Control (maintained in standard corn meal) and MEL (treated with MEL for 12 days). Immediately after PQ intoxication the concentration of MDA (17.240 ± 0.554 nmoles MDA/mg protein) and H2O2 (3.313 ± 0.086 nmol hydrogen peroxide/mg protein) and the activities of SOD and catalase (419.667 ± 0.731 and 0.216 ± 0.009 Units/mg of protein, respectively) in the PQ group were significantly increased with respect to Control. After 12 days of intoxication with PQ, the PQ-Control flies showed increases in H2O2 (4.336 ± 0.108) and MDA levels (8.620 ± 0.156), and in the activities of SOD and catalase (692.570 ± 0.433 and 0.327 ± 0.003, respectively) as compared to PQ-MEL (p<0.001). Treatment with MEL extended the life span of the groups PQ-MEL and MEL when compared to their corresponding controls. Motor activity decreased significantly in PQ-Control and PQ-MEL flies, suggesting that the damage caused by PQ affected the nervous system of flies. Our findings showed that oxidative damage caused by paraquat was observed even after 12 days and that melatonin mitigates this damage.

Investigamos el efecto de la melatonina (MEL) en la actividad de la superóxido dismutasa citosólica (SOD) y la catalasa, así como en las concentraciones del H2O2 y del malondialdehido mitocondrial (MDA) en la toxicidad inducida por paraquat (PQ) en Drosophila melanogaster. El paraquat (40 mM) fue administrado durante 36h. Tres grupos de moscas se utilizaron después de la intoxicación con paraquat: PQ (expuestas a paraquat durante 36 h), PQ-MEL (expuestas durante 36 horas a PQ y luego tratadas con MEL [0,43 mM] por 12 días) y PQ-Control (mantenidas en medio estándar por 12 días). Se incluyeron dos grupos adicionales sin pre-intoxicación con PQ: Control (mantenido en medio estándar) y MEL (tratado con MEL por 12 días). Inmediatamente después de la intoxicación con PQ, las concentraciones de MDA (17,240 ± 0,554 nmol de MDA/mg de proteína), H2O2 (3,313 ± 0,086 nmol de H2O2/mg de proteína) y las actividades de la SOD y catalasa (419,667 ± 0,731 y 0,216 ± 0,009 unidades/mg de proteína, respectivamente) se incrementaron significativamente con respecto al Control. Doce días después de la intoxicación con PQ, las moscas PQ-Control mostraron un aumento en la concentración de H2O2 (4,336 ± 0,108), de los niveles de MDA (8,620 ± 0,156) y en las actividades de la SOD y la catalasa (692,570 ± 0,433 y 0,327 ± 0,003, respectivamente) en comparación con el grupo PQ-MEL (p<0,001). El tratamiento con MEL extendió el tiempo de vida de los grupos PQ-MEL y MEL en comparación con sus correspondientes controles. La actividad motora disminuyó significativamente en las moscas de los grupos PQ-Control y PQ-MEL, lo que sugiere que el PQ afectó el sistema nervioso de las moscas. Nuestros hallazgos demostraron que el daño oxidativo causado por paraquat en las moscas fue observado aún después de 12 días de intoxicadas y que la melatonina logró mitigar este daño.

Minocycline, but not ascorbic acid, increases motor activity and extends the life span of Drosophila melanogaster / La minociclina, pero no el ácido ascórbico, incrementa la actividad motora y extiende el período de vida de Drosophila melanogaster

In the present study we compared the effects of minocycline and ascorbic acid in the life span, motor activity and lipid peroxidation of Drosophila melanogaster, in an effort to find a substance capable of providing protection against oxidative stress in aging. In the flies treated with minocycline a very significant increase in the life span (101 ± 1.33 days) was observed when compared to those treated with ascorbic acid and controls (42.3% and 38.4%, respectively). The motor activity of minocycline treated flies also increased significantly with respect to control and ascorbic acid fed flies, from the 3rd to the 9th week of treatment. With regard to lipid peroxidation, it was found that the levels of malondialdehyde (MDA) in flies treated with minocycline showed no statistical differences to the control on the first day of treatment, but a significantly lower content on the day of 50% survival. In contrast, in flies treated with ascorbic acid significantly elevated levels of MDA compared to control and minocycline treated flies were detected throughout. These results suggest a protective effect of minocycline against oxidative stress and aging in D. melanogaster. An inhibitory effect on reactive oxygen species production may be an important contributing factor.

En el presente estudio se compararon los efectos del ácido ascórbico y la minociclina en la duración del periodo de vida, la actividad motora y la peroxidación lipídica de Drosophila melanogaster en un esfuerzo por encontrar una sustancia capaz de proporcionar protección contra el estrés oxidativo en el envejecimiento. En las moscas tratadas con minociclina se observó un aumento significativo en la duración de la vida (101 ± 1,33 días) en comparación con los tratados con ácido ascórbico y los controles (42,3% y 38,4%, respectivamente). La actividad motora de las moscas tratadas con minociclina aumentó significativamente cuando se comparó con las tratadas con ácido ascórbico y el control, desde la 3ra hasta la 9na semana de tratamiento. Con respecto a la peroxidación lipídica, se encontró que los niveles de malondialdehído (MDA) en moscas tratadas con minociclina no mostraron diferencias estadísticas con relación al control en el primer día de tratamiento; sin embargo, se detecto una disminución significativa de la concentración de MDA cuando se alcanzó el 50% de sobrevida. En contraste, en moscas tratadas con ácido ascórbico observamos que los niveles de MDA estaban significativamente elevados, cuando se compararon con las moscas tratadas con minociclina y el control a lo largo de todo el tratamiento. Estos resultados sugieren un efecto protector de la minociclina frente al estrés oxidativo y el envejecimiento en D. melanogaster, aunque un efecto inhibidor sobre la producción de especies reactivas del oxígeno puede ser un factor contribuyente importante.

The life span of Drosophila melanogaster is affected by melatonin and thioctic acid / El ciclo de vida de la Drosophila melanogaster es afectado por la melatonina y el ácido tióctico

Aging and reduced longevity are due in part to the action of free radicals (FR). Melatonin (Mel) and thioctic acid (TA) are effective in protecting against the damage caused by FR. In this study, the effect of Mel and TA on the life cycle of Drosophila melanogaster was determined. We used a control group of flies, another group that was provided with Mel (0.43 mM) throughout their life cycle (Mel-c), a third group received Mel upon reaching adulthood (Mel-a) and two groups were fed with TA (2.15 mM) in the same manner (TA-c and TA-a). The number of eclosed, survival, phenotype changes, motor activity and the content of malondialdehyde (MDA) was evaluated in each group. Mel-c increased the eclosion rate and the motor activity of the flies. Mel-c and Mel-a increased the life span and decreased the concentrations of MDA. By contrast, TA-c diminished the eclosion rate, produced phenotypic changes and increased MDA levels and motor activity of the flies. TA-a extended the life span of flies, and did not alter MDA levels and motor activity when compared with the control group. In conclusion, Mel mitigated the effects caused by FR generated during aging, while TA-c increased lipid peroxidation and altered the phenotype of flies.

El envejecimiento y la disminución de la longevidad se deben, en parte, a la acción de los radicales libres (RL). La melatonina (Mel) y el ácido tióctico (AT) son antioxidantes efectivos contra el daño ocasionado por los RL. En este estudio se determinó el efecto de la Mel y el AT en el ciclo de vida de la Drosophila melanogaster. Se utilizó un grupo de moscas control, otro grupo al que se le suministró Mel (0,43 mM) durante todo su ciclo de vida (Mel-c), un tercer grupo recibió Mel al alcanzar la adultez (Mel-a) y dos grupos a los que se le suministró AT (2,15 mM) de la misma manera (AT-c y AT-a). Se evaluó el número de eclosionados, la sobrevida, el fenotipo, la actividad motora y el contenido de malondialdehído (MDA) en cada uno de los grupos. Mel-c incrementó la tasa de eclosión y aumentó la actividad motora. Mel-a y Mel-c aumentaron la sobrevida y disminuyeron las concentraciones de MDA. Por el contrario, el AT-c disminuyó la tasa de eclosión, produjo cambios fenotípicos, no afectó la sobrevida de las moscas, aumentó los niveles de MDA y la actividad motora. El AT-a extendió la duración de la vida de los animales, no alteró los niveles de MDA, ni la actividad motora al comparar con el grupo control. En conclusión, la Mel mitigó los efectos causados por los RL generados durante el envejecimiento, mientras que el AT-c aumentó la peroxidación lipídica y alteró el fenotipo de las moscas.

Effectiveness of melatonin in tardive dyskinesia / Efectividad de la melatonina en la discinesia tardía

Tardive Dyskinesia (TD) is a movement disorder associated with the clinical administration of antipsychotics. It is believed that TD is due, among other factors, to an increase in the oxidative damage produced by free radicals. Antioxidants, like vitamin E, have been used in the treatment of TD but there is no evidence of their effectiveness. Melatonin (MEL) is 6 to 10 times more effective, as an antioxidant, than vitamin E and it has been used with an apparent higher effectiveness in the treatment of TD, although the results have not been conclusive. A randomized, double blind, placebo controlled design was used to determine the effectiveness of MEL (20mg/day) during 12 weeks in 7 patients with TD. Six patients with TD were treated with placebo. The Abnormal Involuntary Movement Scale (AIMS) was chosen to assess the severity of TD initially and after 4, 8 and 12 weeks. The psychiatric evaluation was done following the Brief Psychiatric Rating Scale. In two patients treated with MEL a significant improvement (more than 60%) of the values of AIMS was detected. In the remainder five, as well as in the patients treated with placebo, no difference was observed during the 12 weeks. When compared the AIMS score in all the MEL-treated patients with the values in the placebo-treated patients, no significant differences were detected during the 12 weeks of the study. However, the significant clinical improvement observed in two patients must be considered before reaching a final conclusion on the usefulness of MEL in TD.

La Discinesia Tardía (DT) es un trastorno de los movimientos asociado al uso crónico de antipsicóticos que parece producirse, entre otros factores, por un incremento en los procesos oxidativos. La vitamina E se ha utilizado en su tratamiento, pero no hay evidencia de su efectividad. Como la melatonina (MEL) es 6 a 10 veces más efectiva como antioxidante que la vitamina E, se ha utilizado con una aparente mayor efectividad, aunque los resultados no han sido concluyentes. Se realizó un estudio doble ciego, al azar y controlado con placebo, para determinar la efectividad de la administración de la MEL durante 12 semanas en 7 pacientes con DT. Seis pacientes con DT fueron tratados con placebo. La Escala de Movimientos Involuntarios Anormales (AIMS) se usó para evaluar la evolución de los movimientos al inicio y a las 4, 8 y 12 semanas de tratamiento. La evaluación clínica psiquiátrica se hizo con la Escala Breve de Evaluación Psiquiátrica. En dos pacientes tratados con MEL se observó una mejoría clínica superior al 60% pero en los restantes, así como en los tratados con placebo los valores de la AIMS no variaron significativamente en el transcurso de las 12 semanas. Cuando se compararon los valores de la AIMS de la totalidad de los pacientes tratados con MEL, con los del grupo placebo, no se detectó ninguna diferencia significativa. Sin embargo, la mejoría clínica significativa de dos de los pacientes estudiados debe considerarse para llegar a una conclusión sobre la utilidad de la MEL en la DT.

Ultrastructural study of the hypothalamus in mice chronically treated with manganese / Estudio ultraestructural del hipotálamo de ratones tratados crónicamente con manganeso

Manganese (Mn) is an essential metal that is an integral part of some metalloproteins and acts as a cofactor of several enzymes. Mn is able to cross the blood-brain barrier and enter the nervous system. It has a low toxicity but exposure to high concentrations or for prolonged periods of time produce neurological disorders in humans that initially cause hallucinations and compulsive behaviour followed by stiffness, muscle weakness, ataxia, memory loss and a tremor resembling Parkinson’s disease. This study assessed the ultrastructural alterations produced in the hypothalamus of male albino mice injected intraperitoneally with MnCl2 (5 mg Mn/Kg/day) and a control group injected with NaCl 0.9% (0.1 mL) daily for 9 weeks. The animals were sacrificed by cervical dislocation. The hypothalamus was extracted and subsequently processed to be observed on the conventional transmission electron microscope at 2, 4, 6 and 9 weeks of treatment. After 2 weeks it was observed a slight disruption of the Golgi apparatus and the myelin fibers. After 4 weeks the disorganization was accentuated and dilatation of the endoplasmic reticulum (ER) and alterations of mitochondria were observed. After 6 weeks the normal pattern of the myelin sheath was lost. After 9 weeks of treatment it was found swollen mitochondria with lost of crystae, a marked dilatation of rough and smooth endoplasmic reticulum and dendrites with a high degree of swelling. These results suggest that the neurotoxic effect of Mn increases as time of exposure passes and produces ultrastructural alterations of nerve cells in the hypothalamus.

El manganeso (Mn) es un metal esencial que forma parte de algunas metaloproteínas y actúa como cofactor de varias enzimas. El Mn es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica e ingresar al sistema nervioso. Presenta baja toxicidad, pero la exposición a altas concentraciones o por tiempos prolongados produce alteraciones neurológicas en humanos que inicialmente provocan alucinaciones y conducta compulsiva seguidas por rigidez, debilidad muscular, ataxia, pérdida de la memoria y temblor, síntomas similares a los de la enfermedad de Parkinson. En el presente estudio se evaluaron los efectos tóxicos del Mn sobre la ultraestructura del hipotálamo de ratones. Se inyectaron intraperitonealmente ratones albinos machos con MnCl2 (5 mg Mn/Kg/día durante 9 semanas). El grupo control recibió NaCl 0,9% (0,1 mL/dosis). Los animales se sacrificaron por dislocación cervical, extrayéndose y disecándose el hipotálamo, que posteriormente se procesó para realizar observaciones al microscopio electrónico de transmisión convencional a las 2; 4; 6 y 9 semanas de tratamiento. A las 2 semanas, se observó ligera desorganización en el aparato de Golgi y en las fibras mielínicas. A las 4 semanas, se acentuó la desorganización y se comenzó a observar dilatación del retículo endoplasmático liso y rugoso asi como mitocondrias alteradas. A las 6 semanas, se encontró pérdida del patrón normal de la cubierta mielínica. Finalizadas las 9 semanas de tratamiento, se observaron mitocondrias hinchadas con pérdida de las crestas, dilatación acentuada del retículo endoplasmático rugoso y liso y dendritas con cierto grado de edema. Estos resultados parecen indicar que el efecto neurotóxico del Mn aumenta a medida que transcurre el tiempo de exposición para producir alteraciones ultraestructurales de las células nerviosas del hipotálamo.

Ultrastructural changes of the olfactory bulb in manganese-treated mice

The effect of manganese toxicity on the ultrastructure of the olfactory bulb was evaluated. Male albino mice were injected intraperitoneally with MnCl2 (5 mg/Kg/day) five days per week during nine weeks. The control group received NaCl (0.9%). The olfactory bulbs of five mice from each group were processed for transmission electron microscopy after 2, 4, 6 and 9 weeks of manganese treatment. On week 2, some disorganization of the myelin sheaths was observed. After 4 weeks, degenerated neurons with dilated cisternae of rough endoplasmic reticulum and swollen mitochondria appeared. A certain degree of gliosis with a predominance of astrocytes with swollen mitochondria, disorganization of the endomembrane system, dilation of the perinuclear cisternae and irregularly shaped nuclei with abnormal chromatin distribution were observed after 6 weeks. Some glial cells showed disorganization of the Golgi apparatus. On week 9, an increase in the number of astrocytes, whose mitochondrial cristae were partially or totally erased, and a dilation of the rough endoplasmic reticulum were found. Neurons appear degenerated, with swollen mitochondria and a vacuolated, electron dense cytoplasm. These changes seem to indicate that the olfactory bulb is sensitive to the toxic effects of manganese.

In mice the efficiency of immunization with Venezuelan equine encephalomyelitis virus TC-83 is transiently increased by dehydroepiandrosterone

To determine whether treatment with dehydroepiandrosterone (DHEA) improves the efficiency of immunization against the Venezuelan Equine Encephalomyelitis (VEE) virus, mice were vaccinated with the TC-83 VEE virus. DHEA (10 mg/kg) was administered in a single dose, 4 hours before vaccination. IgM antibody titers were determined at days 7, 14 and 21 post-immunization. Treatment with DHEA increased antibody titers at day 14 after immunization. Mice were challenged with live VEE virus at day 21, and viral titers were plaque assayed in chicken embryo fibroblasts from days 2 to 5 post-infection. After the challenge, viremia decreased on day 2 and brain virus levels were reduced at day 4 in mice treated with DHEA. These results suggest that DHEA treatment could enhance the efficiency of immunization against VEE virus in mice