Os impactos da neuroinflamação na doença de Alzheimer / The impacts of neuroinflamation on Alzheimer's disease

A Doença de Alzheimer (DA) consiste em um grande problema de saúde pública no Brasil e no mundo. Trata-se de uma doença neurodegenerativa, em que ocorre perda progressiva de neurônios e atrofia das regiões cerebrais. Essa degeneração está associada principalmente ao depósito de duas proteínas tóxicas: a proteína beta-amiloide e a proteína Tau, uma vez que estas proteínas se encontram acumuladas, elas prejudicam a ocorrência de sinapses nervosas. Apesar de extremamente prevalente na população mais idosa, suas causas ainda não estão bem esclarecidas, sendo que vários fatores já foram apontados como possíveis motivos para o surgimento do depósito destas proteínas, levando assim a neurodegeneração. Recentemente, tem se estudado o papel da inflamação, que é fundamental durante todo o curso da doença, tanto para a eliminação das proteínas tóxicas quanto para a proteção de neurônios. Um funcionamento anormal do processo inflamatório poderia dificultar a eliminação das proteínas e acentuar a perda neuronal. Com isso essa revisão de literatura tem como objetivo descrever os principais fatores imunológico que se encontram alterados na Doença de Alzheimer e como isso pode contribuir para o quadro neurodegenerativo.

Alzheimer's Disease (AD) is a major public health problem in Brazil and worldwide. It is a neurodegenerative disease, in which there is a progressive loss of neurons and atrophy of brain regions. This degeneration is mainly associated with the deposition of two toxic proteins, the beta-amyloid protein and the Tau protein, once these proteins are accumulated, they impair the occurrence of nerve synapses. Despite being extremely prevalent in the older population, its causes are still not well understood, and several factors have already been pointed out as possible reasons for the emergence of the deposit of these proteins, thus leading to neurodegeneration. Recently, the role of inflammation, which is fundamental throughout the course of the disease, has been studied, both for the elimination of toxic proteins and for the protection of neurons. An abnormal functioning of the inflammatory process could hinder the elimination of proteins and accentuate the neuronal loss Thus, this literature review aims to describe the main immunological factors that are altered in Alzheimer's Disease and how this can contribute to the neurodegenerative picture.

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

Acute phase proteins in serum and cerebrospinal fluid in healthy cattle: possible use for assessment of neurological diseases / Proteínas de fase aguda no soro e no líquido cefalorraquidiano de bovinos hígidos: possíveis usos na avaliação de doenças neurológicas

Use of acute-phase proteins (APPs) for assessment of health and disease in animals has increased greatly within the last decade. The objective was to determine the normal concentration of APPs in the serum and cerebrospinal fluid (CSF) of healthy cattle by polyacrylamide gel electrophoresis. Fifty crossbred animals (350±70kg of BW and 18±1.2 months of age), 25 heifers and 25 steers were used. CSF samples were collected from atlanto-occipital (AO) site and blood samples were obtained from the jugular vein. CSF and serum protein electrophoresis were performed by means of sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis. Thirty-seven proteins with molecular weights ranging from 7 and 37kDa were identified in CSF of all animals. These eight were nominally identified with immunoglobulin A and G, celuloplasmin, transferrin, albumin, α1-antitripsin, acidic glycoprotein, and haptoglobin. All protein fractions in CSF did not differ between heifers and steers. In sera, 34 proteins with molecular weights between 7 and 244kDa were identified in heifers and steers. Similar proteins were nominally identified in the sera, but only the CSF presented α1-antitripsin. The serum values of acidic glycoprotein and immunoglobulin G were significantly higher in steers compared with heifers. In conclusion, measurement of CSF acute phase protein concentrations can be useful in diagnosing and monitoring the progression of bovine neurological diseases, perhaps even to guide therapeutic procedures. The CSF electrophoretic profile of healthy cattle does not change depending on gender.(AU)

O uso de proteínas de fase aguda (PFAs) para a avaliação da saúde e da doença em animais de produção tem aumentado consideravelmente na última década. O objetivo deste estudo foi determinar a concentração normal de PAFs no soro e no líquido cefalorraquidiano (LCR) de bovinos sadios por meio da eletroforese em gel de poliacrilamida. Foram avaliados cinquenta animais mestiços (350±70kg de PV e 18±1,2 meses de idade), 25 novilhas e 25 novilhos. As amostras de LCR foram colhidas no espaço atlanto-occipital (AO) e as amostras de sangue obtidas da veia jugular. As PAFs do soro e do LCR foram determinadas através da eletroforese em gel poliacrilamida. Trinta e sete proteínas com pesos moleculares que variaram entre 7 e 37kDa foram identificadas no LCR de todos os animais, independente do sexo. Estas oito proteínas foram nominalmente identificadas como imunoglobulina A e G, ceruloplasmina, transferrina, albumina, α1-antitripsina, glicoproteína ácida, e haptoglobina. As frações de proteínas presentes no LCR não diferiram entre novilhas e novilhos. No soro de machos e fêmeas, 34 proteínas com pesos moleculares entre 7 e 244 kDa foram identificadas. As proteínas do soro foram similarmente identificadas, entretanto a α1-antitripsina foi identificada somente no LCR. Os valores séricos de glicoproteína ácida e imunoglobulina G foram significativamente mais elevados nas novilhas em comparação aos novilhos. Em conclusão, a determinação das concentrações de proteínas de fase aguda presentes do LCR pode ser útil no diagnóstico e monitoramento da progressão de doenças neurológicas bovinas, talvez possa ainda direcionar procedimentos terapêuticos. O perfil eletroforético do LCR de bovinos hígidos não se altera em função do sexo.(AU)

Mecanismos de modulação da ANXA1 sobre a função da proteína translocadora (TSPO) em células da glia (OU) Mecanismos de modulação da anexina A1 sobre a função da proteína translocadora em células da glia / Annexin A1 modulation mechanism on the expression of the Translocator Protein (TSPO) in BV2 cells

A inflamação no sistema nervoso central (SNC) está envolvida na gênese de uma série de doenças neurodegenerativas, sendo assim, compreender o processo inflamatório nessas circunstâncias se torna essencial para propor novas abordagens terapêuticas. Sabemos que a Anexina A1 (ANXA1) e o receptor TSPO são dois moduladores importantes da neuroinflamação. Enquanto se sabe que a ANXA1 possui propriedades antiinflamatórias, o papel do TSPO ainda não está esclarecido. Desta forma, este projeto avaliou a atuação da ANXA1 sobre a expressão do TSPO em linhagem de células da microglia (BV2), e sua conexão com o receptor Toll-like receptor-4 (TLR4) em BV2 ativada pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS). Os resultados obtidos mostram que o tratamento de BV2 com LPS induz a expressão de TSPO, dependente de ativação de TLR4, através das vias da molécula adaptadora do fator de diferenciação mielóide 88 (MyD88) e do fator nuclear κB (NFκB). O tratamento com ANXA1 recombinante induz um perfil antiinflamatório em células BV2 estimuladas com LPS, por reduzir a secreção de citocinas proinflamatórias e, ao mesmo tempo, aumentar secreção de citocinas antiinflamatórias. A exposição com ANXA1 ainda impede o aumento da expressão de TSPO induzida pelo LPS. Mostramos também que esta ação da ANXA1 é dependente da interação com o receptor de peptídeo formilado (FPR2). Adicionalmente, o silenciamento de TSPO em células BV2 predispõe essas células a um perfil ativado exacerbando a secreção do fator de necrose tumoral (TNFα) em resposta ao LPS, o que não pode ser revertido pelo tratamento com ANXA1 recombinante. Em conjunto, os resultados expõe a relação existente entre ANXA1 e TSPO em micróglia ativada pelo LPS, mostrando que a ANXA1 9 modula negativamente a expressão do TSPO. Ademais, o silenciamento de TSPO inibiu a fagocitose de neurônios apoptóticos, o que ainda sugere a participação do TSPO na eferocitose

Inflammation in the Central Nervous System (CNS) is involved in the genesis of a number of neurodegenerative diseases, so understanding the inflammatory process in these circumstances is essential to proposal new therapeutic approaches. We know that Annexin A1 (ANXA1) and the TSPO receptor are two important modulators of neuroinflammation. While it is known that ANXA1 has anti-inflammatory properties, the role of TSPO has not yet been clarified. Thus, this project evaluated the interference of ANXA1 on the expression of TSPO in microglia cell line (BV2), and its connection with the Toll-like receptor-4 receptor (TLR4) in BV2 activated by E. coli lipopolysaccharide LPS). The results show that the treatment of BV2 with LPS induces the expression of TSPO, dependent on activation of TLR4, through the pathways of the adapter molecule of myeloid differentiation factor 88 (MyD88) and nuclear factor κB (NFκB). Treatment with recombinant ANXA1 induces an anti-inflammatory profile in LPS-stimulated BV2 cells, by reducing the secretion of proinflammatory cytokines and, at the same time, increasing secretion of anti-inflammatory cytokines. Exposure with ANXA1 still prevents the increase of LPS-induced TSPO expression. We also show that this action of ANXA1 is dependent on the interaction with the formylated peptide receptor (FPR2). In addition, TSPO silencing in BV2 cells predisposes these cells to an activated profile exacerbating secretion of tumor necrosis factor (TNFα) in response to LPS, which can not be reversed by treatment with recombinant ANXA1. Together, the results show the relationship between ANXA1 and TSPO in LPS activated microglia, showing that ANXA1 negatively modulates TSPO 11 expression. In addition, TSPO silencing inhibited the phagocytosis of apoptotic neurons, which still suggests the participation of TSPO in eferocytosis

Imaging Alzheimer's disease pathophysiology with PET / A fisiopatologia da Doença de Alzheimer através do PET

ABSTRACT Alzheimer's disease (AD) has been reconceptualised as a dynamic pathophysiological process characterized by preclinical, mild cognitive impairment (MCI), and dementia stages. Positron emission tomography (PET) associated with various molecular imaging agents reveals numerous aspects of dementia pathophysiology, such as brain amyloidosis, tau accumulation, neuroreceptor changes, metabolism abnormalities and neuroinflammation in dementia patients. In the context of a growing shift toward presymptomatic early diagnosis and disease-modifying interventions, PET molecular imaging agents provide an unprecedented means of quantifying the AD pathophysiological process, monitoring disease progression, ascertaining whether therapies engage their respective brain molecular targets, as well as quantifying pharmacological responses. In the present study, we highlight the most important contributions of PET in describing brain molecular abnormalities in AD.

RESUMO A doença de Alzheimer tem sido reconceitualizada como um processo patofisiológico dinâmico caracterizado pelos estágios pré-clínico, comprometimento cognitivo leve e demência. A tomografia por emissão de pósitrons associada a vários agentes de imagem molecular revela numerosos aspectos da patofisiologia da demência tais como amiloidose cerebral, acúmulo de tau, mudanças em neurorreceptores, anormalidades de metabolismo e neuroinflamação nestes pacientes. No contexto de um crescimento em direção ao diagnóstico precoce pré-sintomático e intervenções modificadores da doença, a imagem de PET com agentes moleculares fornece meio para quantificar o processo patofisiológico da DA sem precedentes, monitorizar a progressão da doença, bem como quantificar resposta farmacológica. Aqui, nós realçamos as mais importantes contribuições do PET na descrição de anormalidades moleculares cerebrais na DA.

Neuroinflammation in the pathophysiology of Parkinson’s disease and therapeutic evidence of anti-inflammatory drugs / Neuroinflamação na patofisiologia da doença de Parkinson e evidências terapêuticas de drogas antiinflamatórias

Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease affecting approximately 1.6% of the population over 60 years old. The cardinal motor symptoms are the result of progressive degeneration of substantia nigra pars compacta dopaminergic neurons which are involved in the fine motor control. Currently, there is no cure for this pathology and the cause of the neurodegeneration remains unknown. Several studies suggest the involvement of neuroinflammation in the pathophysiology of PD as well as a protective effect of anti-inflammatory drugs both in animal models and epidemiological studies, although there are controversial reports. In this review, we address evidences of involvement of inflammatory process and possible therapeutic usefulness of anti-inflammatory drugs in PD.

A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum afetando aproximadamente 1,6% da população acima de 60 anos de idade. Os sinais motores cardinais são o resultado da degeneração progressiva de neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta (SNpc), a qual está intimamente envolvida com o controle motor. Atualmente, não há cura para esta patologia e a causa da neurodegeneração permanece desconhecida. Contudo, muitos estudos sugerem o envolvimento da neuroinflamação na patofisiologia da DP bem como um efeito protetor de drogas antiinflamatórias tanto em modelos animais quanto em estudos epidemiológicos, embora haja relatos controversos. Nesta revisão, foram abordadas evidências de envolvimento do processo inflamatório e uma possível utilidade terapêutica de drogas antiinflamatórias na DP.

A neurodevelopmental model for the origin of depression amongst people living with HIV: convergence ofsSocial and neuroimmunological mechanisms / Modelo neurodesenvolvimenti sta da origem da depressão entre as pessoas que vivem com o HIV: convergência de mecanismos sociais e neuroimunológicos

Depression is a major challenge facing people living with HIV (PLHIV), with prevalence rates ranging from 25-36%. Depression impacts negati vely upon adherence and response to combined anti retroviral therapy (CART) and thetransmission of HIV infection through increased sexually risky behavior. This article proposes a neurodevelopmental model of depression, which tries to integrate the interplay between psychosocial adversity and HIV related- sti gma, on one hand, and HIV associated neuroinfl ammation, on the other hand, in the eti ology of depressionamongst PLHIV. We conclude that PLHIV should be provided an individualized treatment program that develops strategies including personal empowerment for coping with, and overcoming, psychosocial adversity. Further, neurobiologicalstudies should be vigorously pursued tounderstand the neuroplasti c changes leading to depression in PLHIV and to identi fy biomarkers of depression to be employed for clinical diagnosis, treatment follow-up and investigational purposes

A depressão é um grande desafio para as pessoas que vivem com o HIV (PVHIV) com taxas de prevalência entre 25-36%. A depressão tem um impacto negativo sobre a aderência e a resposta à terapia antirretroviral (CART) e a transmissão da infecção pelo HIV, devido ao aumento do comportamento sexual de risco. Este artigo propõe um modelo neurodesenvolvimentista da depressão, que tenta integrar a interação entre adversidade psicossocial e estigma relacionado ao HIV, por um lado, e a neuroinflamação associada ao HIV, por outro, na etiologia da depressão entre as PVHIV. Nós concluímos que as PVHIV deveriam receber um programa de tratamento individualizado que desenvolvesse estratégias de empoderamento para o enfrentamento e a superação da adversidade psicossocial. Ademais, estudos neurobiológicos deveriamser vigorosamente incentivados, visando compreender as mudanças neuroplásticas que levam à depressão nas PVHIV e identificar biomarcadores de depressão, aplicáveis para fins de diagnóstico e de acompanhamento clínicos, assim como para fins de pesquisa

Expressão hipocampal de genes envolvidos em vias de apoptose em pacientes com epilepsia do lobo temporal / Hippocampal expression of genes in apoptotic pathways in temporal lobe epilepsy patients

A epilepsia do lobo temporal associada à esclerose hipocampal [ELT(EH)] é o tipo mais comum de epilepsia focal que causa crises refratárias. A morte neuronal na EH pode ser desencadeada por danos excitotóxicos e citocinas específicas. Pesquisas em modelos experimentais de crises convulsivas ressaltaram a citocina pleiotrópica fator de necrose tumoral (TNF) como um importante efetor/mediador de neuroinflamação e morte celular. Além disso, esses modelos sugeriram que o TNF possa ter uma ação dicotômica por meio de seus dois receptores: ativação da morte celular programada (via TNFRSF1A) ou atuação na sobrevivência celular (via TNFRSF1B), através do fator nuclear kappa B (NFkB). Klotho (KL), originalmente identificada como uma proteína antienvelhecimento, tem se destacado como um importante hormônio regulador de cálcio e fósforo. Sua função cerebral é desconhecida; porém, camundongos knockout para Kl apresentam características que remetem ao envelhecimento humano, com neurodegeneração e redução de sinapses no hipocampo. Em modelos de doença renal crônica e colite, foi comprovado que o TNF inibe KL através do NFkB. Nosso objetivo é identificar alvos críticos na epileptogênese e na fisiopatologia molecular da ELT(EH). Avaliamos a expressão relativa do RNAm de cinco genes-alvo: TNF, TNFRSF1A, TNFRSF1B, NFKB1 e KL. A expressão gênica foi avaliada em amostras de tecido hipocampal de 14 pacientes com ELT(EH) e comparadas com cinco amostras de controles post mortem. Além disso, ambos os receptores do TNF foram analisados nas amostras hipocampais por imuno-histoquímica. Todos os cinco genes avaliados apresentaram expressão significantemente alterada nos pacientes com ELT(EH) (P<0,05). A expressão de ambos os receptores foi constatada nos tecidos dos pacientes. Este é o primeiro estudo a relacionar KL e epilepsia. Nossos dados reforçam o componente inflamatório da EH e sugerem que o TNF possa inibir a expressão de KL no hipocampo dos pacientes.

Temporal lobe epilepsy associated with hippocampal sclerosis [TLE(HS)] is the most common form of focal epilepsy that causes refractory seizures. Neuronal death in HS can be triggered by excitotoxic damage and specific cytokines. Previous research in seizure models indicates that the pleiotropic cytokine tumor necrosis factor (TNF) as an important effector/mediator of neuroinflammation and cell death. Through its two receptors, TNF can play a dichotomous role in animal seizures: programmed cell death activation (via TNFRSF1A) or cell survival actuation (via TNFRSF1B), through the nuclear factor kappa B (NFkB) activation. Klotho (KL), originally identified as an antiaging protein, is emerging as an important calciophosphoregulatory hormone. Its cerebral function is unclear; however, the Kl knockout mouse exhibits a phenotype resembling human aging presenting neural degeneration and a reduction of synapses in the hippocampus. Studies have demonstrated that TNF downregulates KL through NFkB in animal models of chronic kidney disease and colitis. Our aim is to identify critical targets in epileptogenesis to clarify the molecular pathophysiology in TLE(HS). We evaluated the relative mRNA expression of five target genes: TNF, TNFRSF1A, TNFRSF1B, NFKB1 and KL. Gene expression was performed in resected hippocampal tissue samples from 14 TLE(HS) patients and compared to five post mortem controls. Moreover, an immunohistochemistry assay was done to verify the activation of both TNF receptors in patient and control tissues. We found that all target genes were differentially regulated in the TLE(HS) patients (P<0.05). Both TNF receptors were clearly activated in patient's tissues. This is the first study relating KL to epilepsy. Our data corroborates the prominent role of inflammation in HS and suggests that TNF might affect KL expression in hippocampus.

Aspectos da fisiopatologia da doença de Alzheimer esporádica / Pathophysiological features of sporadic Alzheimer's disease

A doença de Alzheimer (DA) é a forma de demência degenerativa esporádica mais comum. Caracteristicamente ocorre expressiva perda neuronal progressiva em locais específicos nas pessoas atingidas. O distúrbio degenerativo progressivo se caracteriza pela perda de sinapses, de neurônios cerebrais e por depósitos de fibrilas de peptídeos de beta-amilóide extraneuronais, constituindo as placas senis e a presença de agregados intraneuronais da proteína tau, formando os emaranhados neurofibrilares. Fatores genéticos, metabólicos, neuroinflamação, alterações mitocondriais, distúrbios vasculares e processos oxidativos estão envolvidos no desencadear e manutenção de várias doenças neurodegenerativas, incluindo a DA. Todas essas alterações participam no processo fisiopatológico da doença. O objetivo desta revisão é mostrar a associação das várias causas subjacentes ao processo fisiopatológico da DA, com vistas ao desenvolvimento de marcadores biológicos e estratégias terapêuticas.

Alzheimer's disease (AD) is the most common form of sporadic degenerative dementia. Characteristically there is an expressive neuronal loss in specific sites in the affected persons. The progressive degenerative disorder is characterized by synaptic loss, of brain neurons, and by extraneuronal deposition of beta-amyloid fibrils, constituting the senile plaques, and the presence of intraneuronal aggregates of tau protein, forming the neurofibrillary tangles. Genetic factors, metabolic, neuroinflammation, mitochondrial disturbances, vascular disorders and oxidative processes are involved in the onset and maintenance of several neurodegenerative disorders, including AD. All these disturbances participate in the pathophysiological process of the disease. The aim of this review is to show the association of the varied causes underlying the pathophysiological process of AD, having in view the development of biological markers and therapeutic strategies.

New molecular targets for PET and SPECT imaging in neurodegenerative diseases / Novos alvos moleculares para tomografia por emissão de pósitrons (PET) e tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) em doenças neurodegenerativas

The pathophysiology of neurodegenerative diseases (ND) such as Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD) has not yet been completely elucidated. However, in the past few years, there have been great knowledge advances about intra-and extracellular proteins that may display impaired function or expression in AD, PD and other ND, such as amyloid beta (Aβ), α-synuclein, tau protein and neuroinflammatory markers. Recent developments in the imaging techniques of positron emission tomography (PET) and single photon emission computed tomography (SPECT) now allow the non-invasive tracking of such molecular targets of known relevance to ND in vivo. This article summarizes recent findings of PET and SPECT studies using these novel methods, and discusses their potential role in the field of drug development for ND as well as future clinical applications in regard to differential diagnosis of ND and monitoring of disease progression.

A fisiopatologia das doenças neurodegenerativas (DN), tais como a doença de Alzheimer (DA) e a doença de Parkinson (DP), ainda não é completamente compreendida. No entanto, nos últimos anos, houve grandes avanços em termos do conhecimento sobre proteínas intra e extracelulares, tais como beta-amiloide (Aβ), α-sinucleína, proteína tau e marcadores neuroinflamatórios, que podem ter sua função ou expressão prejudicada na DA, DP ou em outras DN. Progressos recentes nas técnicas de tomografia por emissão de pósitrons (PET) e tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) permitem hoje em dia a identificação não invasiva de tais alvos moleculares in vivo. Este artigo resume descobertas recentes de estudos de PET e SPECT cerebral usando esses alvos moleculares inovadores e discute o papel potencial dessas técnicas no campo do desenvolvimento de novos medicamentos para as DN, bem como futuras aplicações clínicas em relação ao diagnóstico diferencial e monitoramento da progressão dessas doenças.

Autismo e epilepsia: modelos e mecanismos / Autism and epilepsy: models and mechanisms

O autismo está associado a epilepsia em aproximadamente 30% dos casos com evidências sugerindo a mesma neurofisiopatologia. O mecanismo comum em ambas doenças ainda não está bem definido e a heterogeneidade dos sintomas clínicos nas crianças com transtorno do espectro autista e epilepsia reforça a importância de uma abordagem que inclui a investigação de etiologias biológicas através de estudos de neuroimagem, dos processos inflamatórios, de genética e neuroquímica. Aqui, iremos revisar os principais aspectos da associação entre autismo e epilepsia.

Autism is associated with epilepsy in early childhood in almost 30% of children with either disorder, with evidence suggesting the same neurophysiopathology. The common mechanism in both diseases is not well defined and the heterogeneity of clinical symptoms in children with autism spectrum disorder (ASD) and epilepsy highlights the importance of a comprehensive assessment that includes investigation of underlying biological etiologies through neuroimaging, inflammatory, genetic and neurochemistry studies. Here, we review the main aspects of this association between autism and epilepsy.

Role of IL-4 in an experimental model of encephalitis induced by intracranial inoculation of herpes simplex virus-1 (HSV-1) / Papel da IL-4 em modelo experimental de encefalite induzida pela inoculação intracraniana do herpes simplex vírus-1 (HSV-1)

Herpes simplex virus-1 (HSV-1) is a pathogen that may cause severe encephalitis in humans. In this study, we aimed to investigate the role of interleukin-4 (IL-4) in a model of HSV-1 brain infection. IL-4 knockout (IL-4-/-) and wild type (WT) C57BL/6 mice were inoculated with 10(4) plaque-forming units of HSV-1 by the intracranial route. Histopathologic analysis revealed a distinct profile of infiltrating cells at 3 days post-infection (dpi). Infected WT mice presented mononuclear inflammatory cells while IL-4-/- mice developed meningoencephalitis with predominance of neutrophils. IL-4-/- mice had diminished leukocyte adhesion at 3 dpi when compared to infected WT animals in intravital microscopy study. Conversely no differences were found in cerebral levels of CXCL1, CXCL9, CCL3, CCL5 and TNF-α between WT and IL-4-/- infected mice. IL-4 may play a role in the recruitment of cells into central nervous system in this acute model of severe encephalitis caused by HSV-1.

O vírus herpes simplex-1 (HSV-1) é um patógeno que pode causar encefalite grave em humanos. Neste estudo, buscamos investigar o papel da interleucina-4 (IL-4) no modelo de infecção intracerebral por HSV-1. Camundongos C57BL/6 selvagens (WT) e deficientes no gene IL-4 (IL-4-/-) foram inoculados com 10(4) unidades formadoras de placas de HSV-1 por via intracraniana. A análise histopatológica revelou um padrão distinto de infiltrado leucocitário. Camundongos WT infectados apresentaram infiltrado de células mononucleares, enquanto camundongos IL-4-/- desenvolveram meningoencefalite com predomínio de neutrófilos 3 dias pós-infecção (dpi). Animais IL-4-/- tiveram menor adesão de leucócitos 3 dpi quando comparados aos animais WT infectados à microscopia intravital. Em contrapartida, não foram encontradas diferenças nos níveis cerebrais de CXCL1, CXCL9, CCL3, CCL5 e TNF-α entre camundongos WT e IL-4-/- infectados. Esses resultados sugerem que IL-4 pode desempenhar um papel no recrutamento de células no sistema nervoso central neste modelo agudo de encefalite grave causada pelo HSV-1.

Trabalho de consenso de força-tarefa da WFSBP sobre marcadores biológicos das demências: contribuição da análise do LCR e do sangue para o diagnóstico precoce e diferencial das demências / Consensus Paper of the WFSBP Task Force on Biological Markers of Dementia: The role of CSF and blood analysis in the early and differential diagnosis of dementiaWorld J Biol Psychiatry

O envelhecimento da população e o aumento da expectativa de vida resultam em um número cada vez maior de pacientes com demência. Os déficits cognitivos podem ser manifestações de uma doença curável do sistema nervoso central (por exemplo, neuroinflamação), como também de uma doença atualmente considerada irreversível, como a doença de Alzheimer (DA). Tendo em vista as novas abordagens terapêuticas para a DA, em que se avalia o potencial modificador da patogenia, torna-se necessário o estabelecimento de um diagnóstico confiável em vida. Embora a análise do líquido cefalorraquidiano (LCR) e do soro seja realização de rotina em doenças neuroinflamatórias, ainda necessita de padronização para ser usada como instrumento auxiliar no diagnóstico clínico da DA. Vários parâmetros relacionados à DA (tau total, formas fosforiladas de tau, peptídeos Aβ, genótipo ApoE, p97 etc.) podem ser determinados no LCR. A combinação de alguns desses parâmetros proporciona sensibilidade e especificidade na faixa de 85 por cento para o diagnóstico da DA, um valor usualmente atribuído a um bom instrumento de diagnóstico. Nesta revisão, são discutidas as publicações mais recentes sobre os marcadores neuroquímicos para o diagnóstico clínico das demências, com ênfase no diagnóstico precoce e diferencial da DA. Discutem-se brevemente as novas perspectivas oferecidas por tecnologias recentes, tais como a FCS (fluorescence correlation spectroscopy) e a técnica de espectrometria de massa pelo método SELDI-TOF (surface enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry).

Aging of population, and increasing life expectancy result in an increasing number of patients with dementia. This symptom can be a part of a completely curable disease of the central nervous system (e.g, neuroinflammation), or a disease currently considered irreversible (e.g, Alzheimer's disease, AD). In the latter case, several potentially successful treatment approaches are being tested now, demanding reasonable standards of pre-mortem diagnosis. Cerebrospinal fluid and serum analysis (CSF/serum analysis), whereas routinely performed in neuroinflammatory diseases, still requires standardization to be used as an aid to the clinically based diagnosis of AD. Several AD-related CSF parameters (total tau, phosphorylated forms of tau, Aß peptides, ApoE genotype, p97, etc.) tested separately or in a combination provide sensitivity and specificity in the range of 85 percent, the figure commonly expected from a good diagnostic tool. In this review, recently published reports regarding progress in neurochemical pre-mortem diagnosis of dementias are discussed with a focus on an early and differential diagnosis of AD. Novel perspectives offered by recently introduced technologies, e.g, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and surface enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS) are briefly discussed.

Imunopatogênese da malária cerebral / Immunopathogenesis of cerebral malaria

A malária cerebral é a mais grave manifestação ocasionada pela infecção pelo Plasmodium falciparum, sendo responsável por elevadas taxas de mortalidade no continente africano. Apresenta mecanismos imunopatogênicos complexos, ainda não totalmente elucidados. Devido às dificuldades em acompanhar casos humanos e a limitada possibilidade de examinar os processos patológicos, alguns modelos experimentais de MC foram desenvolvidos. O modelo experimental utilizando roedores é bem aceito no meio científico e a grande diversidade de linhagens de camundongos associada à infecção por diferentes espécies de Plasmodium tem contribuído para elucidar aspectos envolvidos na patogênese da doença. O entendimento dos mecanismos imunopatogênicos é um pré-requisito necessário para a elaboração de novas terapias para o tratamento seguro e efetivo desta manifestação.

The cerebral malaria is the most serious manifestation caused for the infection by Plasmodium falciparum, being responsible for high rates of mortality in the African continent. It presents a complex immunopathogenics mechanisms, still not total elucidated. Due to the difficulties in following human cases and the limited possibility to examine pathological processes, some experimental models of CM had been developed. The experimental model using rodents is well accepted in the scientific way and the great diversity of strains of mice associated to the infection by different species of Plasmodium has contributed to elucidate some aspects involved in pathogenesis of the illness. A better understanding of the immunopathogenics mechanisms is a prerequisite necessary for the elaboration of new therapies for a safe and effective treatment of this manifestation.

O papel das quimiocinas na neuroinflamação / The role of chemokines in neuroinflammation

Inflamação é parte do processo fisiológico que visa reparar o dano tecidual causado por infecção, trauma, isquemia, autoimunidade. Entretanto, quando o processo inflamatório não é controlado, pode contribuir para o aumento da lesão tecidual. A regulação da resposta inflamatória no sistema nervoso central (SNC) envolve diferentes tipos celulares, como neutrófilos, macrófagos e linfócitos, células da glia, moléculas de adesão, citocinas e quimiocinas. As quimiocinas são uma família de citocinas de baixo peso molecular responsáveis pelo recrutamento seletivo de leucócitos, e subdividem-se em quatro subfamílias de acordo com a posição do resíduo cisteína N-terminal dessas moléculas: C, CC, CXC, CX3C. O objetivo desta revisão é apresentar o papel das quimiocinas na regulação da inflamação em doenças do SNC.

Inflammation is part of the physiological process that aims at repairing the tissue damage produced by infection, trauma, ischemia, autoimmune diseases. However, when this process is not controlled, it can increase the tissue lesion. The regulation of the inflammatory response in the central nervous system (CNS) involves different cell types such as neutrophils, macrophages, lymphocytes, glia cells, adhesion molecules, cytokines and chemokines. Chemokines are a large family of low-molecular weight cytokines associated with the selective trafficking of leukocytes, and are classified into four subfamilies on the basis of the arrangement of cysteine residues located in the N-terminal region of these molecules: C, CC, CXC and CX3C. This review will attempt to describe the role of chemokines in the regulation of inflammation in CNS diseases.