Far beyond the motor neuron: the role of glial cells in amyotrophic lateral sclerosis / Muito além do neurônio motor: o papel das células da glia na esclerose lateral amiotrófica

ABSTRACT Motor neuron disease is one of the major groups of neurodegenerative diseases, mainly represented by amyotrophic lateral sclerosis. Despite wide genetic and biochemical data regarding its pathophysiological mechanisms, motor neuron disease develops under a complex network of mechanisms not restricted to the unique functions of the alpha motor neurons but which actually involve diverse functions of glial cell interaction. This review aims to expose some of the leading roles of glial cells in the physiological mechanisms of neuron-glial cell interactions and the mechanisms related to motor neuron survival linked to glial cell functions.

RESUMO A doença do neurônio motor constitui um dos principais grupos de doenças neurodegenerativas, representadas principalmente pela esclerose lateral amiotrófica. Apesar dos amplos dados genéticos e bioquímicos em relação aos seus mecanismos fisiopatológicos, a doença do neurônio motor se desenvolve sob uma complexa rede de mecanismos não restritos às funções particulares dos neurônios motores alfa, mas, na verdade, envolvendo diversas funções interativas das células da glia. Esta revisão tem como objetivo expor alguns dos principais papéis das células da glia nos mecanismos fisiológicos de interações neurônio-glia e os mecanismos relacionados à sobrevivência do neurônio motor ligados a funções das células da glia.

Analysis of the expression of neurotrophins during regeneration of peripheral nerves in rats with vein graft / Análise da expressão de neurotrofinas durante a regeneração de nervo periférico de rato por enxerto venoso

Vein grafts have been employed to bridge the gap in transected peripheral nerves to produce better functional recovery. However several disadvantages such as secondary graft constriction were observed and a new alternative to this technique was developed by simply reversing the vein inside out. Both inside out and standard vein grafts were successfully used in recovering the sensory segmental defect in humans. Neurotrophins are a family of eurotrophic factors known to play an important role in the regeneration of peripheral nerves. The neurotrophin family consists of Nerve Growth Factor (NGF), Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin-3 (NT-3) and Neurotropinh-4 (NT-4). In the neurobiology field, several authors have been using PCR technique in order to gain more information regarding regenerated nerves. In this study, we employed this molecular biology technique to explore the role and level of the neurotrophins during the peripheral nerve regeneration with vein graft. The sciatic nerve of rats were sectioned and repaired with Inside out vein graft (IOVG) and standard vein graft techniques (SVG). In the control group the rats were sham operated wherein the sciatic nerve was kept intact. The animals were euthanized at 6 and 12 weeks and the grafts were harvested to observe the level the neurotrophins. EDL and Sol muscles were excised and measured to determine any weight difference between the groups. A small segment of the distal stumps from both the SVG and IOVG groups were also excised and were subjected to histological process to examine the amount of regenerated axon. In addition, another small segment of the distal stump was processed for RT-PCR to further examine the level of the neurotrophins in this area. At 6 weeks, no significant neuronal growth was observed in the distal stump of both graft types but a distinct growth was seen at 12 weeks. Walk track analysis showed poor motor function recovery ...

Análise da expressão de neurotrofinas durante a regeneração de nervo periférico de rato por enxerto venoso Enxertos de veias têm sido empregados para preencher lacunas em nervos periféricos transeccionados para melhor recuperação funcional. No entanto, vários inconvenientes, como a constrição do enxerto secundário foram observados. Uma nova alternativa para esta técnica foi desenvolvida. Simplesmente invertendo a veia de dentro para fora, chamado do Inside- out vein graft. As neurotrofinas são uma família de fatores neurotróficos conhecidos por desempenhar um papel significativo na regeneração de nervos periféricos. A família da neurotrofina é constituído por fator de crescimento nervoso (NGF), fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), Neurotrofina-3 (NT-3) e Neurotrofina-4 (NT-4). No campo da neurobiologia, vários autores têm utilizado a técnica de PCR a fim de obter mais informações sobre os nervos regenerados. Neste estudo, foi utilizada a técnica de biologia molecular para explorar o papel e o nível das neurotrofinas durante a regeneração de nervos periféricos com enxerto de veia. O nervo isquiático de ratos foi seccionado e reparado com enxerto de veia invertida (IOVG) e técnicas de enxerto de veia padrão (SVG). No grupo controle, os ratos foram operados e o nervo isquiático foi mantido intacto. Os animais foram sacrificados após 6 e 12 semanas e os enxertos foram colhidos para observar o nível das neurotrofinas. Músculos EDL e Sóleo foram excisados e pesados para determinar a diferença de peso entre os grupos. Um pequeno segmento dos cotos distais de ambos os grupos SVG e IOVG também foram excisados e foram processados histologicamente para examinar a quantidade de axónios regenerados. Além disso, um outro pequeno segmento do coto distal foi processado para RT-PCR para analisar o nível das neurotrofinas nesta área.A tecnica do walk track analysis foi realizada para determinar o índice funcional do nervo isquiático nos grupos...

Analysis of the expression of neurotrophins during regeneration of peripheral nerves in rats with vein graft / Análise da expressão de neurotrofinas durante a regeneração de nervo periférico de rato por enxerto venoso

Vein grafts have been employed to bridge the gap in transected peripheral nerves to produce better functional recovery. However several disadvantages such as secondary graft constriction were observed and a new alternative to this technique was developed by simply reversing the vein inside out. Both inside out and standard vein grafts were successfully used in recovering the sensory segmental defect in humans. Neurotrophins are a family of eurotrophic factors known to play an important role in the regeneration of peripheral nerves. The neurotrophin family consists of Nerve Growth Factor (NGF), Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin-3 (NT-3) and Neurotropinh-4 (NT-4). In the neurobiology field, several authors have been using PCR technique in order to gain more information regarding regenerated nerves. In this study, we employed this molecular biology technique to explore the role and level of the neurotrophins during the peripheral nerve regeneration with vein graft. The sciatic nerve of rats were sectioned and repaired with Inside out vein graft (IOVG) and standard vein graft techniques (SVG). In the control group the rats were sham operated wherein the sciatic nerve was kept intact. The animals were euthanized at 6 and 12 weeks and the grafts were harvested to observe the level the neurotrophins. EDL and Sol muscles were excised and measured to determine any weight difference between the groups. A small segment of the distal stumps from both the SVG and IOVG groups were also excised and were subjected to histological process to examine the amount of regenerated axon. In addition, another small segment of the distal stump was processed for RT-PCR to further examine the level of the neurotrophins in this area. At 6 weeks, no significant neuronal growth was observed in the distal stump of both graft types but a distinct growth was seen at 12 weeks. Walk track analysis showed poor motor function recovery...

Análise da expressão de neurotrofinas durante a regeneração de nervo periférico de rato por enxerto venoso Enxertos de veias têm sido empregados para preencher lacunas em nervos periféricos transeccionados para melhor recuperação funcional. No entanto, vários inconvenientes, como a constrição do enxerto secundário foram observados. Uma nova alternativa para esta técnica foi desenvolvida. Simplesmente invertendo a veia de dentro para fora, chamado do Inside- out vein graft. As neurotrofinas são uma família de fatores neurotróficos conhecidos por desempenhar um papel significativo na regeneração de nervos periféricos. A família da neurotrofina é constituído por fator de crescimento nervoso (NGF), fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), Neurotrofina-3 (NT-3) e Neurotrofina-4 (NT-4). No campo da neurobiologia, vários autores têm utilizado a técnica de PCR a fim de obter mais informações sobre os nervos regenerados. Neste estudo, foi utilizada a técnica de biologia molecular para explorar o papel e o nível das neurotrofinas durante a regeneração de nervos periféricos com enxerto de veia. O nervo isquiático de ratos foi seccionado e reparado com enxerto de veia invertida (IOVG) e técnicas de enxerto de veia padrão (SVG). No grupo controle, os ratos foram operados e o nervo isquiático foi mantido intacto. Os animais foram sacrificados após 6 e 12 semanas e os enxertos foram colhidos para observar o nível das neurotrofinas. Músculos EDL e Sóleo foram excisados e pesados para determinar a diferença de peso entre os grupos. Um pequeno segmento dos cotos distais de ambos os grupos SVG e IOVG também foram excisados e foram processados histologicamente para examinar a quantidade de axónios regenerados. Além disso, um outro pequeno segmento do coto distal foi processado para RT-PCR para analisar o nível das neurotrofinas nesta área.A tecnica do walk track analysis foi realizada para determinar o índice funcional do nervo isquiático nos grupos...

Influência do AMP cíclico na regeneração do nervo facial em ratos / Influence of cyclic AMP on facial nerve regeneration in rats

Estimular a regeneração do nervo facial é ainda hoje um desafio. OBJETIVO: Estudar a possível influência neurotrófica do nucleotídeo cíclico adenosina monofosfato (AMPc) na regeneração do nervo facial de ratos Wistar. MÉTODO: Trinta e dois animais foram submetidos à transecção completa com sutura imediata do nervo facial direito, sendo divididos em expostos ou não expostos à aplicação tópica de AMPc, com análises comportamentais (movimentação de vibrissas e fechamento da rima palpebral) e histométrica (contagem de fibras mielinizadas) em dois períodos, 14 e 28 dias após a lesão. RESULTADO: Encontramos diferenças estatísticas (p<0,05) nas análises comportamental e histométrica no 14º dia, sugerindo uma precocidade na regeneração do nervo facial exposto ao AMPc. CONCLUSÃO: Nosso estudo constatou uma possível ação neurotrófica do AMPc na regeneração do nervo facial em ratos.

Promoting facial nerve regeneration is a significant challenge. AIM: To evaluate the possible neurotrophic influence of cyclic AMP on facial nerve regeneration of Wistar rats. METHOD: The right facial nerve of thirty-two animals were completely transected and immediately sutured, followed by exposure or not to topical cyclic AMP. Behavioral and histometric analyses were done at 14 and 28 days. RESULTS: Statistical differences (p<0.05) were found in the behavioral and histometric analyses on the 14th day, suggesting an early regenerative response of the facial nerve to cAMP exposure. CONCLUSION: This study demonstrates a possible neurotrophic effect of cAMP on facial nerve regeneration in rats.

Are there causal relationships between the development of the inflammatory diseases amyotrophic lateral sclerosis and asthma?

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and asthma are inflammatory diseases. ALS is a fatal progressive, neurodegenerative disease with inflammation around the upper and lower motor neurons leading to their degeneration, muscle atrophy, paralysis, and death. Asthma is a chronic inflammatory disease with reversible airway obstruction and nonspecific airway hyper-reactivity. The local release of sensory neuropeptides from capsaicin-sensitive primary afferents causes motor neuron pathophysiology and airway inflammation and hyper-reactivity. While there is no cure for ALS, asthma is managed according to its symptoms and severity, to decrease the symptoms, improve pulmonary function, and reduce morbidity. To determine whether understanding asthma may provide insights into how to clinically deal with ALS, the authors examined the etiologies of ALS and asthma, and the factors that exacerbate the symptoms. Although no direct correlations were found, the similar multifactorial triggers, and the critical roles of neuronal inflammation, suggest that one or more exists.

Regeneración del sistema nervioso: factores neurotróficos / Nerve system regeneration: neurotrophic factors

Los factores neurotróficos están involucrados tanto en la regulación de la supervivencia de las neuronas durante el desarrollo como en su crecimiento y plasticidad neuronal. Ellos son producidos por tejidos específicos como, por ejemplo, el tejido muscular y son responsables del mantenimiento de alguna clase de neuronas. A través de una revisión histórica, abordaremos la relación entre los fenómenos plásticos y los factores neurotróficos con el objeto de aumentar los conocimientos del lector sobre su modo de acción y su interacción con otros tejidos. De este modo, se analizará la importancia de la actividad trófica en la supervivencia neuronal

Functional role of a glycolipid in directional movements of neurons

Migration of neurons from their site of origin to their final destination is a critical and universal step in the formation of the complex structure of the nervous system. The migratory process is thought to be governed in part by genetically and epigenetically defined sequences of signals which are interpreted by migrating cells. The molecular mechanisms that underlie neuronal migration have been the subject of intense investigation. As in other developmental processes, many molecules must participate in neuronal migration. Some molecules, such as cell adhesion molecules and motor proteins, may contribute to discrete steps in the migration act; others, like extracellular signaling molecules, may regulate the activation and/or termination of the migration program. In this article we review findings from our group that demonstrate the functional role(s) of a specific glycolipid in neuronal migration and neurite outgrowth in the developing and adult nervous system

Factor de crecimiento neuronal y sus posibles implicaciones terapéuticas en la actualidad / Nerve growth factor and its possible therapeutical implications today

Desde 1934 se realizaron estudios analizando los efectos que sobre las células sensitivas y neuronas motoras espinales que inervaban las extremidades de animales, producía la extirpación de primordios nerviosos. Las observaciones obtenidas de estos estudios (después de algunos años) permitieron el descubrimiento de un factor promotor del crecimiento neuronal, al cual se designó como factor de crecimiento neuronal (NGF). El NFG es la sustancia mejor caracterizada dentro de una familia de moléculas que se requieren para la supervivencia y el desarrollo de neuronas durante etapas embrionarias del crecimiento y durante la vida adulta. Se ha observado que, bajo ciertas circunstancias, la infusión exógena de BGF puede promover la supervivencia neuronal y la regeneración axonal, por lo cual, en la actualidad, se ha intentado la utilización de este factor para mejorar algunas condiciones patológicas en las cuales el principal componente es el daño neuronal, pudiendo producirse este último por diferentes mecanismos. Dado lo anterior, se ha postulado que la administración de BGF recombinante humano pudiera ser, en el futuro, de utilidad para el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso central y periférico, ya que en algunos de los estudios realizados se ha demostrado que este factor puede tener efectos benéficos

Metabolismo del hueso periodontal: Parte IV. Control local del metabolismo de hueso / Periodontal bone metabolism: Part IV. Local control of bone metabolism

El presente trabajo es el cuarto de una serie de 5 artículos dedicados al estudio del metabolismo del hueso periodontal. En los tres primeros se hizo una descripción de la biología celular del hueso periodontal, de los fenómenos fisiológicos que se encadenan en el ciclo de remodelado óseo y del control sistémico del metabolismo de hueso. El objetivo del presente trabajo es el de presentar una revisión actualizada sobre las diversas sustancias que intervienen en el control local de la fisiología del hueso periodontal. Aunque varían los criterios de clasificación, se puede decir que cuatro familias de sustancias se encargan del control local del metabolismo de hueso: los factores de crecimiento, las monoquinas, las linfoquinas y los derivados del ácido arachidónico (AA). La compleja interacción de estas sustancias entre sí y con respecto a las hormonas osteotrópicas es un fiel reflejo de que la reabsorción y aposición óseas son fenómenos complejos regulados por un estricto control local

El factor de crecimiento nervioso: acción y características, revisión bibliográfica / Nerve growth factor: characteristics and action, review of the literature

La década pasada ha declarado una verdadera explosión en el número de estudios sobre los factores de crecimiento polipeptídicos a la propiedad de estos compuestos de promover la proliferación y/o diferenciación de diferentes tipos de células. Hay fuertes evidencias que plantean que durante el desarrollo o después de una lesión, las neuronas del sistema nervioso central o periférico requieren de agentes tróficos para sobrevivir y crecer. El objetivo de este trabajo es resumir algunos estudios fundamentales del factor de crecimiemto nervioso; tales como su papel vital y acción sobre las células diana, como mensajero trófico, mecanismo de acción y algunas de las tendencias actuales relacionadas con el uso del factor de crecimiento nervioso en los estudios de regeneración del sistema nervioso central

Addition of nerve growth factor to the interior of a tubular prosthesis increases sensory neuron regeneration in vivo

The sciatic nerve of adult mice was transected and the proximal and distal nerve stumps were sutured into a polyethylene tube. The tubes were implanted either umpty, or the lumen was filled with pure collagen or a mixture of collagen/nerve trowth factor (NGF). Six weeks later, cells in the L3-L5 dorsal root ganglia (DRG) were retrogradely filled with horseradish perocidase (HRP). The data demonstrate that the addition of NGF to the interior of the tubular prosthesis can significantly increase the regeneration rate of sensory neurons