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.

Schwann cell expression of an oligodendrocyte-like remyelinating pattern after ethidium bromide injection in the rat spinal cord / Expressão pelas células de Schwann de um padrão de remielinização semelhante ao oligodendroglial após injeção de brometo de etídio na medula espinhal de ratos

Schwann cells are recognized by their capacity of producing single internodes of myelin around axons of the peripheral nervous system. In the ethidium bromide (EB) model of primary demyelination in the brainstem, it is observed the entry of Schwann cells into the central nervous system in order to contribute to the myelin repair performed by the oligodendrocytes that survived to the EB gliotoxic action, being able to even remyelinate more than one axon at the same time, in a pattern of repair similar to the oligodendroglial one. The present study was developed in the spinal cord to observe if Schwann cells maintained this competence of attending simultaneously different internodes. It was noted that, on the contrary of the brainstem, Schwann cells were the most important myelinogenic cells in the demyelinated site and, although rare, also presented the capacity of producing more than one internode of myelin in distinct axons.

As células de Schwann são reconhecidas por sua capacidade de produzir internodos de mielina únicos ao redor de axônios do sistema nervoso periférico. No modelo de desmielinização primária do brometo de etídio (BE) no tronco encefálico, tem sido observada a entrada destas células no sistema nervoso central. Isso pode contribuir para o reparo mielínico desempenhado pelos oligodendrócitos que sobreviveram à ação glitóxica do BE, chegando a remielinizar mais de um axônio ao mesmo tempo, em um padrão de reparo semelhante ao oligodendroglial. O presente estudo foi realizado na medula espinhal para observar se as células de Schwann mantinham esta competência de atender simultaneamente diferentes internodos. Foi observado que, ao contrário do tronco encefálico, as células de Schwann foram as células mielinogênicas mais importantes no sítio de desmielinização induzida pelo BE e, embora raro, também apresentaram a capacidade de produzir mais de um internodo de mielina em axônios distintos.

Increase in mitochondrial DNA quantity and impairment of oxidative phosphorylation in bovine fibroblast cells treated with ethidium bromide for 15 passages in culture

Bovine fetal fibroblast cells were treated with ethidium bromide at a low concentration for 15 passages in culture to determine its effect on mitochondrial DNA copy number and on cell metabolism. Mitochondrial membrane potential and lactate production were estimated in order to characterize cell metabolism. In addition, mitochondrial DNA ND5 in proportion to a nuclear gene (luteinizing hormone receptor) was determined at the 1st, 2nd, 3rd, 10th, and 15th passages using semi-quantitative PCR amplification. Treated cells showed a lower mitochondrial membrane potential and higher levels of lactate production compared with control cells. However, the mitochondrial DNA/nuclear DNA ratio was higher in treated cells compared with control cells at the 10th and 15th passages. This ratio changed between the 3rd and 10th passages. Despite a clear impairment in mitochondrial function, ethidium bromide treatment did not lead to mitochondrial DNA depletion. It is possible that in response to a lower synthesis of ATP, due to an impairment in oxidative phosphorylation, treated cells develop a mechanism to resist the ethidium bromide effect on mtDNA replication, resulting in an increase in mitochondrial DNA copy number.

Reversion mutation in dark variants of luminous bacteria and its application in gene toxicant monitoring / 华中科技大学学报（医学）（英德文版）

The luminous intensity of dark variant (S1) separated from photobacterium phosphoreum (A2) was 1/10,000 less than that of wild-type. Ethidium bromide (EB) (0.6 mg/L), Mytomycin C (MC, 0.05 mg/L), 2-amino fluorene (2-AF, 1.0 mg/L) all could strongly induce reversion mutation for S1 within 24 h and increase reversion ratio significantly. The results of experiments indicated that these revertants had stable genetic characteristic and the mutation may take place at gene levels. The mutagenesis to S1 caused by EB, MC and 2-AF was detected and it may be used as a new rapid, simple and sensitive method for gene toxicant monitoring.

Desmielinizaçäo e remielinizaçäo após múltiplas injeçöes intramedulares de brometo de etídio em ratos Wistar / Demyelination and remyelination after multiple intramedullary injections of ethidium bromide in Wistar rats

O modelo de desmielinizaçäo do brometo de etídio foi utilizado para estudar a reaçäo do sistema nervoso central frente a múltiplos episódios de desmielinizaçäo tóxica. Foram utilizados 27 ratos Wistar, submetidos a 2, 3 ou 4 injeçöes de 1mul de soluçäo 0,1 por cento de brometo de etídio (19 ratos) ou de soluçäo salina 0,9 por cento (8 ratos) em diferentes pontos da medula espinhal. Os intervalos entre as injeçöes variaram de 28 a 42 dias. Dez dias após a última injeçäo os animais foram perfundidos com glutaraldeído 2,5 por cento. As medulas espinhais foram avaliadas pela macroscopia, microscopia óptica de cortes semifinos e microscopia eletrônica de transmissäo. As lesöes foram caracterizadas por desmielinizaçäo primária focal, com preservaçäo das estruturas vasculares, e variavam em tamanho e características histológicas. Remielinizaçäo pode ser observada, ou näo, de acordo com o tipo de lesäo. Como consequência das injeçoös múltiplas e sequenciais de brometo de etídio, o sistema nervoso central pareceu modificar sua capacidade de responder a um estímulo inflamatório, mas näo variou seu padräo de remielinizaçäo.

Biology of the repair of central nervous system demyelinated lesions

The integrity of myelin sheaths is maintained by oligodendrocytes and Schwann cells respectively in the central nervous system (CNS) and in the peripheral nervous system. The process of demyelination consistin of the withdrawal of myelin sheaths from their axons is a characteristic feature of multiple sclerosis, the most common human demyelinating disease. Many experimental models have been designed to study the biology of demyelination and remyelination (repair of the lost myelin) in the CNS, due to the difficulties in studying human material. In the ethidium bromide (an intercalating gliotoxic drug) model of demyelination, CNS remyelination may be carried out by surviving oligodendrocytes and/or by cells differentiated from the primitive cell lines or either by Schwann cells that invade the CNS. However, some factor such as the age of the experimental anmnals, intensity and time of exposure to the intercalating clinical and the topography of the lesions have marked influente on the repair of the tissue.

Desmielinizaçäo tóxica do sistema nervoso central: I. Açäo de uma droga intercalante gliotóxica na medula espinhal de ratos Wistar / Toxic demyelination of the central nervous system: I. Effects of an intercalating gliotoxic chemical in the spinal cord of Wistar rats

Pequenos volumes de brometo de etídio foram injetados nas colunas dorsais da medula lombar de ratos Wistar. Foi assim induzido processo desmielinizante que variou em natureza e velocidade de reparaçäo de acordo com a dose empregada. As lesöes produzidas foram classificadas em três tipos (I, rápidas: II, lentas; III, intermediárias), de acordo com as características histológicas e a extensäo da remielinizaçäo. Em algumas lesöes ou em áreas dentro da mesma lesäo, os restos de mielina e de células eram rapidamente processados por macrófagos e os axônios rapidamente remielinizados por células de Schwann, em quanto em outras lesöes de duraçäo similar, ou em áreas dentro da mesma lesäo, a mielina se transformava em emaranhados de membranas que persistiam ao redor do axônio por longos períodos de tempo. Nas lesöes que continham tais membranas derivadas da mielina, os macrófagos eram escassos e a remielinizaçäo, feita pelas células de Schwann, era demorada e trabalhosa. Concluiu-se que a resoluçäo lenta de algumas lesöes resultara do lapso transcorrido entre a intoxicaçäo e o desaparecimento das células relacionada a mielina, significando que as respostas celulares a desmielinizaçäo tiveram lugar em área livre de células gliais. Esta näo podia sustentar, portnto, a movimentaçäo celular necessária para a remoçäo dos restos de mielina e a posterior remielinizaçäo. Esta investigaçäo indica que o desenvolvimento e o desfecho da desmielinizaçäo podem ser alterados pelos eventos celulares que acompanham a degeneraçäo dos oligodendrócitos

Desmielinizaçäo tóxica do sistema nervoso central: II. Aspectos biológicos das células de Schwann observados durante o processo de reparaçäo do tecido / Toxic demyelination of the central nervous system: II. Biological aspects of Schwann cells observed during the process of tissue repair

A droga gliotóxica brometo de etídio, quando injetada localmente na medula espinhal do rato, induziu áreas de desmielinizaçäo que se desenvolveram em tempos diferentes de acordo com a dose empregada. Doses altas induziram lesöes de desenvolvimento rápido (tipo I) e intermediárias (tipo III), enquanto doses baixas induziram lesöes lentas (tipo II). Após o processo desmielinizante, os azônios desprovidos de suas bainhas de mielina foram remielinizados por oligodendrócitos ou células de Schwann (CS) dependendo de sua localizaçäo em áreas contendo ou näo astrócitos, respectivamente. Na maioria das lesöes, a área remielinizada pelas CS era proeminente. Nas lesöes que repararam mais lentamente foi possível observar os fatores que influenciaram o comportamento dessas células dentro dos limites do sistema nervoso central. Após a invasäo inicial a partir da superfície pial e dos espaços preivasculares, a expansäo das CS dependeu da presenca de matriz extracelular estável. nas lesöes de tipo I, esta matriz estava presente devido a natureza inflamatória do processo. Nas lesöes de tipo II a matriz näo ocorreu e as CS só podiam migrar entre os axônios desmielizados usando-os tal como uma passadeira. Entre as células contíguas podiam ser observadas fibras colágenas de diâmetro pequeno. Näo foi evidenciada migraçäo das CS ao longo dos axônios

The presence of lymphocytes in a toxically induced demyelinating process of the central nervous system

Areas de desmielinizaçäo foram induzidas através da injeçäo de brometo de etídio na substância branca da medula espinhal de ratos Wistar. Desenvolveram tres tipos de lesäo que foram denominadas Tipo I, II, e III de acordo com a velocidade em que a remielinizaçäo sucedida a destruiçäo e remoçäo de restos de mielina e células gliais. Na maioria das lesöes observadas entre 3 a 21 dias foi detectada a presença de linfócitos. Essas células contactavam macrófagos carregados de mielina ou bainhas de mielina em degeneraçäo as quais elas identabam com os seus processos. A presença de linfócitos num processo desmielinizante induzido por uma substância tóxica foi associado em primeiro lugar ao desaparecimento rápido dos astrócitos da área de lesäo. Tal presença foi também considerada como parte da resposta inflamatória aos efeitos do brometo de etídio na sistema nervoso central

Ultrastructural and metabolic alteration in dyskinetoplastic Trypanosoma cruzi

El cultivo del Trypanosoma cruzi (agente causal de la enfermedad de Chagas; Kinetoplstidae; cepa Tulahuen) en presencia de etidio, una droga de efecto selectivos sobre el DNA mitocondrial, produjo la inhibición del crecimiento del parásito (50% con 1 µg/ml de droga) y alteraciones típicas en el DNA cinetoplástico, verificadas por microscopía electrónica. Los kinetoplastos se vuelven irregulares y erráticos en la ubicación, pierden la forma de arco y las diferencias de las membranas (densidad y crestas), la matriz se vuelve floculenta y filamentosa y el k DNA se compacta y pierde la configuración fibrilar. La espectrofotometría diferencial de los epimastigotes discinetoplásticos demostró la disminución de los citocromos aa3, b y o, mientras que el citocromo c no fue afectado. El efecto del etidio fue maximo sobre aa3; mínimo sobre o y en todos los casos proporcional a la concentración de la droga. Con 1 µg/ml de bromuro de etidio la disminución del citocromo aa3 fue de 93% (promedio de 4 determinaciones ñ E.S.). La respuesta de los epimastigotes discinetoplásticos a los inhibidores de la cadena respiratoria mitocondrial, a saber, cianuro (concentraciones hasta 200 µM), azida y antimicina fue negativa, en contraste con los epismatigotes normales, cuya respiración fue inhibida 75-85% por los mismos inhibidores. El cianuro 1-3 mM inhibió, sin embargo, la respiración endógena de los epimastigotes discineto-plasticos y también la respiración antimicina o azida-insensible de los epimastigotes normales. Resultados similares se obtuvieron con la fracción mitocondrial de T. cruzi, que contiene el citocromo o. Teniendo en cuenta esta circunstancia se postula la operación de una xidasa terminal accesoria, inhibida por el cianuro en concentraciones relativamente altas. El ácido salicihidromáxico, un inhibidor de la respiración dependiente de la oxidasa Cu-dependiente de otros tripanosomatideos, no afectó la respiración del T. cruzi normal o discinetoplástico