Níveis Séricos do BDNF na Proteção Cardiovascular e em Resposta ao Exercício / Serum Levels of BDNF in Cardiovascular Protection and in Response to Exercise

Resumo As doenças cardiovasculares (DCV) são atualmente a maior causa de morte no Brasil e no mundo. Em 2016 as DCV foram responsáveis por mais de 17 milhões de mortes, representando 31% de todas as mortes em nível global. Mecanismos moleculares e genéticos podem estar envolvidos na proteção cardiovascular e devem ser considerados nas novas abordagens terapêuticas. Nesse sentido, recentes estudos têm relatado que o Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF) está reduzido em indivíduos predispostos a desenvolverem DCV, e que o treinamento físico aeróbio aumenta as quantidades de BDNF circulante. O BDNF é uma neurotrofina encontrada em altas concentrações no hipocampo e córtex cerebral, sendo considerada molécula-chave na manutenção da plasticidade sináptica e na sobrevivência das células neuronais. Além da plasticidade neuronal, BDNF também é importante na função vascular, promovendo angiogênese por meio da regulação por espécies reativas de oxigênio (ROS). Entretanto, uma variante do gene do BDNF em humanos, o polimorfismo Val66Met (substituição do aminoácido valina por uma metionina na posição 66 do códon), que ocorre em 20-30% da população caucasiana, pode afetar as concentrações de BDNF no plasma e sua atividade em todos os tecidos periféricos contendo receptores tirosina quinase B (TrkB), como o endotélio. De fato, recentemente observamos que o polimorfismo Val66Met prejudica a reatividade vascular e o BDNF circulante em resposta ao treinamento físico. Dessa forma, apresentaremos a seguir uma discussão sobre os níveis séricos de BDNF na proteção cardiovascular, a variante genética Val66Met na reatividade vascular e o efeito do exercício físico.

Abstract Cardiovascular disease (CVD) is currently the leading cause of death in Brazil and worldwide. In 2016, CVD accounted for more than 17 million deaths, representing 31% of all deaths globally. Molecular and genetic mechanisms may be involved in vascular protection and should be considered in new therapeutic approaches. In this sense, recent studies have reported that brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is reduced in individuals predisposed to develop CVD, and that aerobic physical training increases the amounts of circulating BDNF. BDNF is a neurotrophin found at high concentrations in the hippocampus and cerebral cortex and is considered a key molecule for the maintenance of synaptic plasticity and survival of neuronal cells. In addition to neuronal plasticity, BDNF is also important in vascular function, promoting angiogenesis through the regulation of reactive oxygen species (ROS). However, a variant of the BDNF gene in humans, the Val66Met polymorphism (substitution of the amino acid valine for a methionine at position 66 of the codon), occurring in 20-30% of the Caucasian population, may affect plasma BDNF concentrations and its activity in all peripheral tissues containing tyrosine kinase B receptors (TrkB), such as the endothelium. Thus, we will present a discussion about the role of serum BDNF levels in cardiovascular protection, Val66Met genetic variant in vascular reactivity and the effect of physical exercise.

Expressão de neurotrofinas e de seus receptores no osteossarcoma primário / Expression of neurotrophins and their receptors in primary osteosarcoma

RESUMO Objetivo: determinar a expressão de neurotrofinas e seus receptores tirosina quinases em pacientes com osteossarcoma (OS) e sua correlação com desfechos clínicos. Métodos: biópsias de tumores primários de pacientes com OS tratados em uma única instituição, consecutivamente, entre 2002 e 2015, foram analisados através de imuno-histoquímica para expressão de receptores de tirosina quinase A e B (TrKA e TrKB), fator de crescimento neural (NGF) e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). De forma independente, dois patologistas classificaram os marcadores de imuno-histoquímica como negativos (negativos e focais fracos) ou positivos (moderado focal/difuso ou forte focal/difuso). Resultados: foram analisados dados de 19 pacientes (10 do sexo feminino e 9 do masculino) com mediana de idade de 12 anos (5 a 17,3 anos). Dos tumores, 83,3% estavam localizados em membros inferiores e 63,2% dos pacientes eram metastáticos ao diagnóstico. A sobrevida global em cinco anos foi de 55,3%. BDNF foi positivo em 16 pacientes (84%) e NGF em 14 pacientes (73%). TrKA e TrKB apresentaram coloração positiva em quatro (21,1%) e oito (42,1%) pacientes, respectivamente. A análise de sobrevida não demonstrou diferença significativa entre receptores TrK e neurotrofinas. Conclusão: amostras de OS primário expressam neurotrofinas e receptores TrK através de imuno-histoquímica. Estudos futuros podem auxiliar na identificação do papel das mesmas na patogênese do OS e determinar se há possível correlação prognóstica.

ABSTRACT Objective: to determine the expression of neurotrophins and their tyrosine-kinase receptors in patients with osteosarcoma (OS) and their correlation with clinical outcomes. Methods: we applied immunohistochemistry to biopsy specimens of patients consecutively treated for primary OS at a single institution between 2002 and 2015, analyzing them for expression receptors of tyrosine kinase A and B (TrKA and TrKB), neural growth factor (NGF) and brain derived neurotrophic factor (BDNF). Independently, two pathologists classified the immunohistochemical markers as negative (negative or weak focal) or positive (moderate focal/diffuse or strong focal/diffuse). Results: we analyzed data from 19 patients (10 females and 9 males), with median age of 12 years (5 to 17.3). Tumors' location were 83.3% in the lower limbs, and 63.2% of patients had metastases at diagnosis. Five-year overall survival was 55.3%. BDNF was positive in 16 patients (84%) and NGF in 14 (73%). TrKA and TrKB presented positive staining in four (21,1%) and eight (42,1%) patients, respectively. Survival analysis showed no significant difference between TrK receptors and neurotrophins. Conclusion: primary OS samples express neurotrophins and TrK receptors by immunohistochemistry. Future studies should explore their role in OS pathogenesis and determine their prognostic significance in larger cohorts.

Circulating levels of neurotrophic factors are unchanged in patients with Parkinson's disease / Os níveis circulantes de fatores neurotróficos não estão alterados em pacientes com doença de Parkinson

ABSTRACT There is great evidence linking neurotrophic factor (NF) dysfunction with Parkinson's disease (PD) pathophysiology. This study was conducted to evaluate plasma levels of NFs and their possible associations with clinical symptoms in PD. For this purpose, 40 PD patients and 25 controls were subjected to a clinical evaluation and peripheral blood draw. Plasma levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), pro-BDNF, neurotrophin 3, neurotrophin 4, nerve growth, glial cell line-derived neurotrophic factor and ciliary neurotrophic factor were measured by enzyme-linked immunosorbent assay. There was no significant difference between PD patients and controls regarding the plasma levels of the evaluated NFs. In addition, NF levels were not associated with disease duration, degree of motor or functional impairment, cognitive performance or severity of depressive symptoms. In conclusion, although NFs may play relevant roles in the pathophysiology of PD, the circulating levels of these molecules are not necessarily changed in patients with PD.

RESUMO Há evidências de que alteracões nas ações exercidas por fatores neurotróficos (FNs) estejam associadas à fisiopatologia da doença de Parkinson (DP). O presente estudo foi conduzido para avaliar os níveis plasmáticos de FNs e suas possíveis associações com sintomas clínicos na DP. Para este fim, 40 pacientes com DP e 25 controles foram submetidos à avaliação clínica e coleta de sangue periférico. Os níveis plasmáticos do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), pro-BDNF, neurotrofina 3, neurotrofina 4, fator de crescimento do nervo, fator neurotrófico derivado da glia e fator neurotrófico ciliar foram avaliados por ensaio de imunoadsorção enzimática. Não houve diferença significativa entre pacientes com DP e controles quanto aos níveis plasmáticos dos FNs avaliados. Além disso, não encontramos associação entre os níveis dos FNs e duração da doença, grau de comprometimento motor ou funcional, desempenho cognitivo e gravidade dos sintomas depressivos. Em conclusão, embora os FNs possam desempenhar papéis relevantes na fisiopatologia da DP, os níveis circulantes dessas moléculas não estão necessariamente alterados em pacientes com DP.

A neurotoxicidade da Cannabis sativa e suas repercussões sobre a morfologia do tecido cerebral / Cannabis sativa neurotoxicity and impacts on the brain tissue morphology

Para a compreensão das repercussões psicológicas e comportamentais verificadas em usuários de Cannabis sativa, experimentos têm sido desenvolvidos analisando a relação entre a intensidade do uso da droga e biomarcadores de lesão e inflamação. Dessa forma, este estudo teve como objetivo realizar pesquisa bibliográfica, relacionando marcadores bioquímicos de neurotoxicidade e suas repercussões sobre a morfologia do tecido cerebral em usuários de Cannabis sativa, durante a exposição ao Δ9-THC por via intravenosa e em pesquisas in vitro. Trata-se de uma revisão narrativa cuja pesquisa bibliográfica foi realizada nos bancos de dados PubMed, SciELO e Google Acadêmico, utilizando-se como critério de inclusão os seguintes termos: "Cannabis Sativa", "marijuana", "maconha", "Δ9-THC", "neurotrophins", "neurotrofinas", "prostaglandins", "prostaglandinas", "BDNF" e "NGF". Dessa forma, foram selecionados 40 artigos para integrar a presente revisão, datados de 1987 a 2013. O período de realização da pesquisa bibliográfica foi de agosto de 2011 a maio de 2013. Foi possível identificar os tipos e a magnitude das alterações morfológicas e bioquímicas decorrentes do uso de Cannabis sativa ou da exposição ao Δ9-THC. De uma forma geral, foi constatada a diminuição das massas cinzenta e branca do cérebro, da densidade do hipocampo, do volume das células neurais, entre outros. Foram constatadas também alterações nos níveis séricos de neurotrofinas e na biossíntese de prostaglandinas, de acordo com a metodologia utilizada ou região avaliada. Esses achados poderiam estar relacionados às mudanças comportamentais observadas em usuários de Cannabis sativa, esclarecendo, por exemplo, diversos sintomas psíquicos relatados na literatura.

In order to understand psychological and behavioral impact among Cannabis sativa users, experiments have been developed by analyzing the relationship between the intensity of the use with injury and inflammation biomarkers. Therefore, this paper aimed to carry out a literature review, relating biochemical markers of neurotoxicity and their impact on morphology of brain tissue in Cannabis sativa users, during the exposure to Δ9-THC intravenously and in in vitro studies. This is a narrative review whose bibliographic research was managed in PubMed, SciELO and Google Scholar databases, using the following terms as inclusion criterion: "Cannabis sativa", "marijuana", "maconha", "Δ9-THC", "neurotrophins", "neurotrofinas", "prostaglandins", "prostaglandinas", "BDNF" and "NGF". Thereby, 40 articles were selected to integrate the present review, dated from 1987 to 2013. The period of this literature review was from August 2011 to May 2013. It was possible to identify the types and the magnitude of morphological and biochemical changes resulting from the Cannabis sativa use or exposure to Δ9-THC. In general, a reduction was found in gray and white brain mass, in density of hippocampus, in the volume of nerve cells, among others. We also observed changes in serum levels of neurotrophins and in prostaglandin biosynthesis, in accordance with methodology used or the evaluated area. These findings could be related to behavioral changes observed in Cannabis sativa users, clarifying, for instance, many psychological symptoms reported in literature.

Serum levels of brain-derived neurotrophic factor and thiobarbituric acid reactive substances in chronically medicated schizophrenic patients: a positive correlation / Níveis séricos do fator neurotrófico derivado do cérebro e dos produtos de reação com o ácido tiobarbitúrico em pacientes com esquizofrenia cronicamente medicados: correlação positiva

OBJECTIVE: The neurotrophins, antioxidant enzymes and oxidative markers have reciprocal interactions. This report verified in chronically stable medicated schizophrenic patients whether there are correlations between the serum levels of superoxide dismutase, a key enzyme in the antioxidant defense, thiobarbituric acid reactive substances, a direct index of lipid peroxidation, and brain-derived neurotrophic factor, the most widely distributed neurotrophin. METHOD: Sixty DSM-IV schizophrenic patients were included (43 males, 17 females). Mean age was 34.7 ± 10.8 years, mean age at first episode was 19.8 ± 7.9 years, and mean illness duration was 14.9 ± 8.5 years. Each subject had a blood sample collected for the determination of serum levels of brain-derived neurotrophic factor, thiobarbituric acid reactive substances and superoxide dismutase. RESULTS: Brain-derived neurotrophic factor levels showed a positive correlation with thiobarbituric acid reactive substances levels (r = 0.333, p = 0.009). Brain-derived neurotrophic factor levels were not correlated with superoxide dismutase levels (r = - 0.181, p = 0.166), and superoxide dismutase levels were not correlated with thiobarbituric acid reactive substances levels (r = 0.141, p = 0.284). CONCLUSIONS: The positive correlation between brain-derived neurotrophic factor and thiobarbituric acid reactive substances suggests the need of further investigation on intracellular interactions of neurotrophins, antioxidant enzymes and oxidative markers. In addition, this opens a venue for investigation on treatments for the prevention of neurotoxicity along the course of schizophrenia.

OBJETIVO: As neurotrofinas, enzimas antioxidantes e marcadores de oxidação têm interações. Este estudo verificou se existem correlações entre os níveis séricos de superóxido-dismutase, uma enzima chave na defesa antioxidante, os produtos de reação com o ácido tiobarbitúrico, um indicador direto de peroxidação lipídica, e o fator neurotrófico derivado do cérebro, a neurotrofina mais amplamente distribuída. MÉTODO: Sessenta pacientes portadores de Esquizofrenia pelo DSM-IV foram incluídos (43 homens, 17 mulheres), com idade média de 34,7 ± 10,8 anos, idade média no primeiro episódio de 19,8 ± 7,9 anos, e tempo médio de duração da doença de 14,9 ± 8,5 anos. Foi coletado sangue de cada sujeito para a determinação dos níveis séricos de fator neurotrófico derivado do cérebro, superóxido-dismutase e ácido tiobarbitúrico. RESULTADOS: Os níveis de fator neurotrófico derivado do cérebro se correlacionaram positivamente aos de ácido tiobarbitúrico (r = 0,333, p = 0,009) e não mostraram correlação com os de superóxido-dismutase (r = - 0,181, p = 0,166). Este último também não se correlacionou aos níveis de ácido tiobarbitúrico (r = 0,141, p = 0,284). CONCLUSÕES: A correlação positiva entre fator neurotrófico derivado do cérebro e ácido tiobarbitúrico direciona para investigações na interação intracelular entre neurotrofinas, enzimas antioxidantes e marcadores de oxidação, além de abrir perspectives para pesquisa em tratamentos para a prevenção da neurotoxicidade ao longo do curso da esquizofrenia.