The neurogenic effects of rosmarinic acid in a mouse model of type 2 diabetes mellitus

There is emerging evidence for a dysregulation of insulin signaling in the brains of patients with Alzheimer's disease (AD) with overlapping molecular features to Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). In addition, T2DM is a known risk factor of AD. The goal of this study was to investigate the neurogenic and neuroprotective potential of rosmarinic acid (RA) in a streptozotocin (STZ)-induced combined with high fat diet (HFD) mouse model of diabetes. Animals were divided into four experimental groups (control, diabetic, diabetic + RA, RA only). Behavioral analysis was performed to assess spatial learning and anxiety levels of animals, whereas quantitative real time PCR was carried out to assess the gene expression levels of neuronal markers of neurogenesis (Ki67, DCX and NeuN). A significant decrease in memory and spatial learning was observed in the diabetic mice, which was substantially improved by RA treatment. RA also increased the gene expression of NeuN, DCX and Ki67, which were dysregulated in the diabetic model. This study proposes RA as a potential therapeutic agent to mitigate neuronal dysfunction associated with T2DM by promoting adult hippocampal neurogenesis.

Neurogenesis and gliogenesis modulation in cerebral ischemia by CDK5 RNAi-based therapy / Modulación de la neurogénesis y la gliogénesis en la isquemia cerebral mediante una terapia basada en la interferencia de CDK5

Abstract Introduction: Cerebral ischemia is the third cause of death risk in Colombia and the first cause of physical disability worldwide. Different studies on the silencing of the cyclin-dependent kinase 5 (CDK5) have shown that reducing its activity is beneficial in ischemic contexts. However, its effect on neural cell production after cerebral ischemia has not been well studied yet. Objective: To evaluate CDK5 silencing on the production of neurons and astrocytes after a focal cerebral ischemia in rats. Materials and methods: We used 40 eight-week-old male Wistar rats. Both sham and ischemia groups were transduced at CA1 hippocampal region with an adeno-associated viral vector using a noninterfering (shSCRmiR) and an interfering sequence for CDK5 (shCDK5miR). We injected 50 mg/kg of bromodeoxyuridine intraperitoneally from hour 24 to day 7 post-ischemia. We assessed the neurological abilities during the next 15 days and we measured the immunoreactivity of bromodeoxyuridine (BrdU), doublecortin (DCX), NeuN, and glial fibrillary acid protein (GFAP) from day 15 to day 30 post-ischemia. Results: Our findings showed that CDK5miR-treated ischemic animals improved their neurological score and presented increased BrdU+ cells 15 days after ischemia, which correlated with higher DCX and lower GFAP fluorescence intensities, and, although mature neurons populations did not change, GFAP immunoreactivity was still significantly reduced at 30 days post-ischemia in comparison with untreated ischemic groups. Conclusion: CDK5miR therapy generated the neurological recovery of ischemic rats associated with the induction of immature neurons proliferation and the reduction of GFAP reactivity at short and longterm post-ischemia.

Resumen Introducción. La isquemia cerebral es la tercera causa de riesgo de muerte en Colombia y la primera causa de discapacidad física en el mundo. En diversos estudios en los que se silenció la cinasa 5 dependiente de la ciclina (CDK5) se ha demostrado que la reducción de su actividad es beneficiosa frente a la isquemia. Sin embargo, su efecto sobre la neurogénesis después de la isquemia no se ha dilucidado suficientemente. Objetivo. Evaluar el silenciamiento de la CDK5 en la neurogénesis y la gliogénesis después de la isquemia cerebral focal en ratas. Materiales y métodos. Se usaron 40 machos de rata Wistar de ocho semanas de edad. Los grupos de control y los isquémicos sometidos a transducción en la región del hipocampo CA1, se inyectaron intraperitonealmente por estereotaxia con 50 mg/kg de bromodesoxiuridina (BrdU) a partir de las 24 horas y hasta el día 7 después de la isquemia, con un vector viral asociado a adenovirus usando una secuencia no interferente (SCRmiR) y una interferente (CDK5miR). Se evaluó la capacidad neurológica durante los quince días siguientes y se detectó la capacidad de inmunorreacción para la BrdU, la proteína doblecortina (DCX), los núcleos neuronales (NeuN), y la proteína fibrilar acídica de la glía (Glial Fibrillary Acidic Protein, GFAP) a los 15 y 30 días de la isquemia. Resultados. Los animales isquémicos tratados con CDK5miR mejoraron su puntuación neurológica y presentaron un incremento de la BrdU+ a los 15 días de la isquemia, lo cual se correlacionó con una mayor intensidad de la DCX+ y una menor de la GFAP+. No hubo modificación de los NeuN+, pero sí una reducción significativa de la GFAP+ a los 30 días de la isquemia en los animales tratados comparados con los animales isquémicos no tratados. Conclusión. La terapia con CDK5miR generó la recuperación neurológica de ratas isquémicas asociada con la inducción de la neurogénesis y el control de la capacidad de reacción de la proteína GFAP a corto y largo plazo después de la isquemia.

Desarrollo neuroembriológico: el camino desde la proliferación hasta la perfección / Neuronal Embryonic Development: A Pathway from Proliferation to Perfection

El desarrollo neurológico humano requiere una serie de pasos que permitan orientar, regular y diferenciar los diversos componentes cerebrales, para así garantizar, de una manera bastante precisa, la correcta organización y funcionamiento de las estructuras neuronales. La neurogénesis está clásicamente dividida en cuatro etapas consecutivas: proliferación, migración, diferenciación y maduración. En los humanos, estas ocurren desde la tercera semana de gestación hasta la vida adulta y precisan de un complejo grupo de paquetes genéticos, así como de algunos factores asociados, que se han ido descubriendo gracias a los avances en la biología molecular. El artículo es una revisión acerca del desarrollo neuroembriológico humano y los componentes genéticos más relevantes encontrados en la literatura.

The human neuronal development requires a number of concrete steps which lead to orientation, regulation and differentiation of several brain components. They must be done to guarantee, in a very precise way, the correct organization and functioning of the neuronal structures. Neurogenesis is commonly divided into four consecutive stages: proliferation, migration, differentiation and maturation. In humans, those stages take place since the third week of prenatal Iife until the adult Iife. They also require a complex group of genetic packs and associated molecular factors, most of which have been recen tly discovered by the molecular biology technology. A review was made about the human neuronal and embryological development and the most relevant genetic components described by the literature so far.

Neurotoxicidad de los plaguicidas como agentes disruptores endocrinos: una revisión / Neurotoxicity of pesticides as endocrine disruptors agents: a review

Los plaguicidas se encuentran en el medio ambiente como contaminantes formando mezclas complejas, los estudios recientes se han centrados en la evaluación de los efectos y riesgos que pueden causar estas mezclas de plaguicidas en el ser humano y los ecosistemas.Esta revisión hace hincapié a tres plaguicidas específicos, representativos de los grupos químicos organofosforados, carbamato de tipo ditiocarbamato y triazinas, como son: Paratión® etílico, Mancozeb® y Atrazina®, respectivamente. Ha sido demostrado en animales de experimentación la neurotoxicidad de estos plaguicidas por alteración de la transmisión sináptica y de los mecanismos de la homeostasis del sistema neuroendocrino, lo cual explica la acción de estos plaguicidas como disruptores endocrinos. Varios trabajos demuestran que estos plaguicidas son potencialmente tóxicos a la salud humana, y aún en bajas concentraciones, pueden afectar al organismo causando alteraciones en el sistema neuroendocrino, especialmente en los ejes hipotálamo-hipófisis-gónada e hipotálamo-hipófisis-tiroides. Los investigadores destacan que los momentos de particular sensibilidad de la exposición a plaguicidas disruptores endocrinos son las etapas tempranas de la vida como: durante el desarrollo embrionario y la primera infancia, períodos en los cuales los procesos de crecimiento son controlados por las hormonas afectando el desarrollo del cerebro, el sistema inmune y otros órganos como el sistema reproductor y tiroideo. Los cambios neuroquímicos provocados por la exposición a estos plaguicidas durante el desarrollo cerebral constituyen un alto riesgo porque son capaces de interferir en los procesos de neurogénesis y sinaptogénesis, afectando de manera adversa las funciones cognitivas y motoras, cuyos efectos se observan durante las etapas posteriores de la vida.

Pesticides are found in the environment as complex mixtures forming pollutants, recent studies have focused on evaluating the effects and risks that may cause these mixtures of pesticides on humans and ecosystems. This review highlights three specific, representative of organophosphorus pesticide chemical groups carbamate, dithiocarbamate and triazine type, such as: ethyl Paratión®, Mancozeb® and Atrazina®, respectively.It has been demonstrated in experimental animal’s neurotoxicity of these pesticides by altering synaptic transmission and mechanisms of homeostasis of the neuroendocrine system, which explains the action of these pesticides as endocrine disruptors. Several studies show that these pesticides are potentially toxic to human health, and even in low concentrations, can affect the body causing alterations in the neuroendocrine system, especially in the hypothalamic-pituitary-gonadal and hypothalamic-pituitary-thyroid axis. The researchers point out that the moments of particular sensitivity of exposure Endocrine disruptor pesticide are the early stages of life as during embryonic development and early childhood periods in which growth processes are controlled by hormones affecting the development brain, immune system and other organs such as the thyroid and reproductive system. The neurochemical changes induced by exposure to these pesticides during brain development are at high risk because they are able to interfere with the processes of neurogenesis and synaptogenesis, adversely affecting cognitive and motor functions, whose effects are observed during the later stages of life.