Efeitos da exposição à fumaça do cigarro e suas implicações na neuroinflamação / Effects of exposure to cigarette smoke and its implications on neuroinflammation

O Sistema Nervoso Central (SNC) humano é formado por cerca de 86,1 bilhões de neurônios entre o encéfalo e a medula espinhal. O desenvolvimento pré-natal humano (tempo da concepção ao nascimento) possui cerca de 38 semanas, e é dividido na fase embrionária que corresponde ao período das 8 semanas iniciais da gestação, seguido pela fase fetal. A fase embrionária é o período mais vulnerável à ocorrência de anormalidades congênitas. Por ser um órgão com grande período de desenvolvimento, o SNC está sujeito às alterações genéticas, epigenéticas e ambientais. Durante a fase de implantação do embrião, o DNA é mais vulnerável às influências externas, como à fumaça do cigarro, aumentando o risco de retardo do desenvolvimento fetal, o risco de morte súbita pós-natal e de anormalidades do sistema imune. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos da exposição à fumaça do cigarro sobre o processo de neuroinflamação da prole de camundongos C57BL/6 expostos à fumaça do cigarro durante a gestação e desafiados ou não com LPS. Para tanto, camundongos C57BL/6 fêmeas prenhes foram expostas à fumaça do cigarro desde o plug vaginal até o nascimento da prole. No 3º dia de vida, os filhotes foram separados para três linhas de trabalho: 1) in vivo: os animais foram desafiados com LPS pelo período de 4h, seguidos de eutanasia e análises de PCR Array do SNC. 2) in vitro: os encéfalos dissecados foram utilizados para a preparação de cultura mista de glia e da cultura enriquecida com neurônio. Após a maturação celular, as células foram estimuladas com LPS 100 ng/mL e, após 24h, foram realizados ensaios de CBA, citometria de fluxo, PCR, dosagem de NO, avaliação de morte celular e metilação global. 3) Encefalomielite Autoimune Experimental (EAE): após o desmame, os animais foram mantidos em suas caixas moradia por 8 semanas sem nenhum estímulo externo, e então foram imunizados com MOG35-55 para o desenvolvimento da EAE. Nos experimentos in vivo observamos o aumento da transcrição de genes relacionados ao processo inflamatório, como interleucinas e quimiocinas. Em relação aos experimentos in vitro observamos maior crescimento de células astrocitárias (astrogliose), e células da microglia com aumento de moléculas co-estimuladoras (CD80 e CD86) bem como da transcrição e concentração de citocinas pró-inflamatórias e produção de NO. Em cultura enriquecida de neurônio, foi observado aumento na porcentagem de células em apoptose no grupo exposto à fumaça do cigarro desafiados ou não com LPS. O bloqueio da atividade da microglia pela minociclina reverteu a apoptose e diminuiu a produção de NO minimizando a morte celular. Em relação aos experimentos de EAE, os animais expostos à fumaça do cigarro no período gestacional, quando imunizados na vida adulta apresentam aumento no grau da doença bem como maior persistência da mesma quando observado escore clínico, além de acompanhados de um grau maior de infiltrado celular e desmielinização. Desta forma podemos concluir que a exposição à fumaça do cigarro durante o período gestacional leva a uma programação fetal com aumento da resposta neuroinflamatória frente a um estimulo sistêmico, trazendo consequências na vida adulta

The human central nervous system (CNS) is made up of about 86.1 billion neurons between the brain and the spinal cord. The human prenatal development (time from conception to birth) is about 38 weeks, and is divided into the embryonic phase that corresponds to the period of the initial 8 weeks of gestation, followed by the fetal phase. The embryonic stage is the period most vulnerable to the occurrence of congenital abnormalities. Because it is an organ with a long period of development, the CNS is subject to genetic, epigenetic and environmental changes. During the embryo implantation phase, DNA is more vulnerable to external influences such as cigarette smoke, increasing the risk of delay on fetal development, risk of sudden postnatal death, and abnormalities of the immune system. In this context, the aim of this work is to evaluate the effects of exposure to cigarette smoke on the neuroinflammation process of offspring of C57BL/6 mice exposed to cigarette smoke during gestation and challenged or not with LPS. For this, pregnant female C57BL/6 mice were exposed to cigarette smoke from vaginal plug to offspring birth. On the 3rd day of life the offspring were separated into three lines of work: 1) in vivo: the animals were challenged with 1mg/Kg LPS and after 4h they followed to euthanasia; PCR analysis of the CNS was made in this period. 2) in vitro: dissected encephalons were used for the preparation of mixed culture of glia and the culture enriched with neuron. After cell maturation, the cells were stimulated with 100 ng/mL LPS and, after 24 hours, CBA, flow cytometry, PCR, NO assay, cell death and global methylation assays were performed. 3) Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE): After weaning, the animals were kept in their housing for 8 weeks without any external stimulus, and then were immunized with MOG35-55 for the development of EAE. In the in vivo experiments we observed increased transcription of genes related to the inflammatory process, such as interleukins and chemokines. In vitro experiments showed higher growth of astrocytes (astrogliosis) and microglia cells with increased stimulatory molecules (CD80 and CD86) as well as the transcription and concentration of proinflammatory cytokines and NO production. In the enriched neuron culture, an increase in the percentage of cells in apoptosis was observed in the group exposed to cigarette smoke challenged or not with LPS. Blocking microglial activity by minocycline reversed apoptosis and decreased NO production by minimizing cell death. The EAE experiments shows that the animals exposed to cigarette smoke in the gestational period, when immunized in adulthood, present an increase in the degree of the disease as well as a greater persistence of the disease; The higher as the clinical score higher is the degree of cellular infiltration and demyelination. In this way we can conclude that the exposure to cigarette smoke during the gestational period leads to a fetal programming with increased neuroinflammatory response to a systemic stimulus and that this is able to last until the adult stage

Avaliação do efeito da crotoxina em animais portadores de encefalomielite autoimune experimental, um modelo de animais de esclerose múltipla / Evaluation of crotoxin effect in the experimental autoimune encephalomyelitis, an animal model of multiple sclerosis

A esclerose múltipla é uma doença inflamatória crônica, de origem autoimune, que acarreta diversas alterações motoras, cognitivas e sensitivas. Dentre as alterações sensitivas, a dor é um dos graves problemas que afetam pessoas portadoras desta doença, interferindo com diversos aspectos da vida do paciente. É importante ressaltar que a esclerose múltipla não tem cura, sendo que a terapêutica se concentra nas ações que retardam a progressão da doença e promovem o alívio dos sintomas, melhorando a qualidade da vida do paciente...

Multiple sclerosis is a Central Nervous System Inflamatory demyelinating disease that has as primary symptomps losses of sensory, cognitive and motor functions. Among the sensory alternations, pain is one of the major concern, afecting various aspects of the patients lives...

Behavioral investigation of mice with experimental autoimmune encephalomyelitis / Investigação comportamental de camundongos com encefalomielite autoimune experimental

Multiple sclerosis is a neuroinflammatory disease that results in serious neurological disability. Besides physical impairment, behavioral symptoms are also common in patients with multiple sclerosis. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is considered to be a model of multiple sclerosis and mimics the main features of the disease, such as demyelination and motor impairment. In this work, we aimed to study behavioral parameters in animals with EAE using the MOG35-55 model in C57BL/6 mice. We analyzed memory and anxiety in animals using the elevated plus maze, the step down inhibitory avoidance task and the memory recognition test. No differences in any tests were found when comparing controls and animals induced with EAE. Therefore, we conclude that behavioral changes in animals with EAE induced with MOG35-55 are probably subtle or absent.

Esclerose múltipla é uma doença neuroinflamatória que resulta em séria incapacidade neurológica. Além do comprometimento físico, sintomas comportamentais também são comuns em pacientes com esclerose múltipla. A encefalomielite autoimune experimental (EAE) é considerada um modelo de esclerose múltipla e mimetiza as principais caracte-rísticas da doença, como a desmielinização e a fraqueza motora. Neste trabalho, objetivamos estudar parâmetros comportamentais em animais com EAE usando o modelo de MOG35-55 em camundongos C57BL/6. Analisamos memória e ansiedade em animais utilizando o labirinto em cruz elevado, o teste da esquiva inibitória e o teste de memória de reconhecimento. Nenhuma diferença em quaisquer dos testes foi encontrada comparando animais controles e animais induzidos com EAE. Assim, concluímos que alterações comportamentais em animais com EAE induzidos com MOG35-55 são provavelmente sutis ou ausentes.

Mechanical hypernociception in experimental autoimmune encephalomyelitis / Hipernocicepção mecânica em encefalomielite autoimune experimental

BACKGROUND: Pain is an important clinical manifestation in multiple sclerosis (MS) patients, though it has been neglected in clinical and experimental researches. OBJECTIVE: To investigate the nociceptive response in MOG35-55 experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE)-induced mice. METHOD: EAE was induced in 8 to 10 week old C57BL/6 female mice with an emulsion of MOG35-55, Complete Freund Adjuvant, Mycobacterium tuberculosis H37 RA and pertussis toxin. Nociception was evaluated by the von Frey filaments method. A clinical scale ranging from 0 to 15 was used to assess motor impairment. RESULTS: Clinical evidence of disease started at day 10 and peaked at day 14 after immunization. Thereafter, there was no worsening of symptoms until day 26. The EAE-induced mice presented reduced pressure threshold at days 7th and 10th after immunization and before the onset of clinical motor signs. CONCLUSION : The hypernociception found validates MOG35-55 EAE as a model for the study of pain in multiple sclerosis.

INTRODUÇÃO: Dor é uma manifestação importante em pacientes com esclerose múltipla (EM), mas que tem sido negligenciada na pesquisas clínica e experimental. OBJETIVO: Investigar a resposta nociceptiva de camundongos com encefalomielite autoimune experimental (EAE) induzida por MOG35-55. MÉTODO: A EAE foi induzida em camundongos C57BL/6 fêmeas de 8-10 semanas com emulsão contendo MOG35-55, Adjuvante Completo de Freund, Mycobacterium tuberculosis cepa H37 RA e toxina pertussis. A nocicepção foi medida pelo método de filamentos de von Frey. Uma escala clínica variando de 0 a 15 foi utilizada para avaliar a debilidade motora dos animais. RESULTADOS: Os sinais clínicos da doença iniciaram-se no dia 10 e a gravidade máxima foi alcançada no dia 14 após a imunização. Não houve piora dos sintomas até o dia 26. Os camundongos induzidos com EAE apresentaram diminuição do limiar de pressão nos dias 7 e 10 após a imunização e antes do início dos sinais motores. CONCLUSÃO: A hipernocicepção verificada valida a EAE induzida por MOG35-55 como um modelo para estudos de dor em esclerose múltipla.