Estudo comparativo entre as osteossínteses com placas e osteossínteses com placas associadas a enxertos de proteína morfogenética óssea (Gen-Tech®) em fraturas distais de rádio-ulna em cães com menos de 6 quilos

Sabe-se que Bone morphogenic proteins (BMP) são promotores de osteogênese, mas pesquisas ainda estão sendo feitas no intuito de descobrir sua atuação clínica na reparação de fraturas. As dificuldades inerentes da reparação de fraturas de rádio-ulna de cães abaixo de 6 quilos são conhecidas, principalmente, com a ocorrência freqüente de não-união óssea devido a pouca vascularização da porção distal do radio. Tendo em vista esta realidade objetivou-se a comparação da velocidade de formação de calo ósseo entre o tratamento com placas e parafusos e tratamento com placas e parafusos associados a BMP. Foram realizadas 33 osteossinteses de regiões distais de rádio-ulna de cães, sendo 17 animais do grupo controle (tratamento com placas e parafusos) e 16 animais do grupo BMP (tratamento com placas e parafusos com adição de proteína morfogenética óssea BMP). Avaliou-se, comparativa-mente, o tempo de formação de calo ósseo, por exames radiográficos, aos 30, 60, 90,120, 180 e 210 dias de pós-operatório. Foi encontrada a média de tempo de cicatrização de 127,5 +/- 34,15 dias no grupo controle e, no grupo tratado com a proteína morfogenética óssea, a média foi de 32 +/- 15 dias. Com isto pode-se concluir que as fraturas distais de rádio e ulna, em cães menos de 6 kg, tratadas com proteína morfogenética óssea sofreram redução significativa do tempo de formação de calo ósseo.

Potencial de transdiferenciação neural das células-tronco mesenquimais da medula óssea de equino

Os primeiros estudos demonstrando o potencial de trandiferenciação neural das células-tronco mesenquimais (CTMs) provenientes da medula óssea (MO) foram conduzidos em camundogos e humanos no início da década de 2000. Após esse período, o número de pesquisas e publicações com o mesmo propósito tem aumentado, mas com raros ou escassos estudos na espécie equina. Nesse sentindo, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial in vitro da transdiferenciação neural das CTMs provenientes da MO de equinos utilizando-se dois protocolos: P1 (forksolin e ácido retinóico) e P2 (2-βmecarptoetanol). Após a confirmação das linhagens mesenquimais, pela positividade para o marcador CD90 (X=97,94%), negatividade para o marcador CD34 e resposta positiva a diferenciação osteogênica, as CTMs foram submetidas a transdiferenciação neural (P1 e P2) para avaliação morfológica e expressão dos marcadores neurais GFAP e β3 tubulina por citometria de fluxo. Os resultados revelaram mudanças morfológicas em graus variados entre os protocolos testados. No protocolo 1, vinte quatro horas após a incubação com o meio de diferenciação neural, grande proporção de células (>80%) apresentaram morfologia semelhante a células neurais, caracterizadas por retração do corpo celular e grande número de projeções protoplasmáticas (filopodia). Por outro lado, de forma comparativa, já nos primeiros 30 minutos após a exposição ao antioxidante β-mercaptoetanol (P2) as CTMs apresentaram rápida mudança morfológica caracterizada principalmente por retração do corpo celular e menor número de projeções protoplasmáticas. Também ficou evidenciado com o uso deste protocolo, menor aderência das células após tempo de exposição ao meio de diferenciação, quando comparado ao P1. Com relação a análise imunofenotípica foi observado uma maior (P<0,001) expressão dos marcadores GFAP e β3 tubulina ao término do P2 quando comparado ao P1. A habilidade das CTMs em gerar tipos celulares relacionados a linhagem neural é complexa e multifatorial, dependendo não só dos agentes indutores, mas também do ambiente no qual estas células são cultivadas. Desta forma um maior número de estudos é necessário para o melhor entendimento do processo de transdiferenciação neural a partir de CTMs de equinos.

Diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais da medula óssea de cães em precursores osteogênicos

O objetivo principal da nossa pesquisa foi avaliar o potencial de diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais (MSC) obtidas da medula óssea do cão. As MSC foram separadas pelo método Ficoll e cultivadas sob duas condições distintas: DMEM baixa glicose ou DMEM/F12, ambos contendo L-glutamina, 20% de SFB e antibióticos. Marcadores de MSC foram testados, confirmando células CD44+ e CD34- através da citometria de fluxo. Para a diferenciação osteogênica, as células foram submetidas a quatro diferentes condições: Grupo 1, as mesmas condições utilizadas para a cultura de células primárias com os meios DMEM baixa glicose suplementado; Grupo 2, as mesmas condições do Grupo 1, mais os indutores de diferenciação dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato; Grupo 3, células cultivadas com meios DMEM/F12 suplementado; e Grupo 4, nas mesmas condições que no Grupo 3, mais indutores de diferenciação de dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato. A diferenciação celular foi confirmada através da coloração com alizarin red e da imunomarcação com o anticorpo SP7/Osterix. Nós observamos através da coloração com alizarin red que o depósito de cálcio foi mais evidente nas células cultivadas em DMEM/F12. Além disso, usando a imunomarcação com o anticorpo SP/7Osterix obtivemos positividade em 1:6 células para o Meio DMEM/F12 comparada com 1:12 para o meio DMEM-baixa glicose. Com base nos nossos resultados concluímos que o meio DMEM/F12 é mais eficiente para a indução da diferenciação de células-tronco mesenquimais caninas em promotores osteogênicos. Este efeito provavelmente ocorre em decorrência da maior quantidade de glicose neste meio, bem como da presença de diversos aminoácidos.

Viabilidade celular da fração mononuclear da medula óssea e fração vascular estromal do tecido adiposo de equinos após o processo de congelamento e descongelamento

Cinco cavalos adultos foram submetidos à coleta de medula óssea do esterno e de tecido adiposo da região glútea. As amostras foram processadas para obtenção da fração mononuclear da medula óssea e fração vascular estromal do tecido adiposo, o número de células obtidas e a viabilidade celular foram determinados. Em seguida, realizou-se o congelamento das amostras em solução contendo 20% de soro fetal bovino e 10% de dimetilsulfóxido. Depois de um mês, realizou-se o descongelamento das amostras e a viabilidade celular foi novamente mensurada. Os resultados revelaram que as técnicas utilizadas tanto para coleta de medula óssea quanto de tecido adiposo em equinos são simples, rápidas e seguras. As metodologias adotadas para o processamento das amostras foram eficientes, obtendo-se aproximadamente 95% de viabilidade celular. Após o descongelamento, a viabilidade média das amostras de células mononucleares da medula óssea foi de 86% e da fração vascular estromal do tecido adiposo de 64%. Frente à importância da terapia celular na clínica médica de equinos, concluiu-se que é necessária a realização de mais estudos, visando padronizar uma técnica de criopreservação que mantenha a integridade das células da fração mononuclear da medula óssea e da fração vascular estromal do tecido adiposo de equinos.

Osteoporose em caprinos

Foi realizado um estudo de casos de osteoporose em caprinos provenientes de uma propriedade na área de abrangência do LPV-UFSM, determinando a epidemiologia, o quadro clínico-patológico e discutindo os prováveis mecanismos patogenéticos. Cinco cabras, fêmeas, SRD, de seis meses a seis anos de idade foram afetadas. As cabras eram mantidas em campo nativo, sem suplementação com ração e sob superlotação. Os principais sinais clínicos foram emagrecimento, dificuldade de locomoção e permanência em decúbito por longos períodos. As principais alterações macroscópicas nos ossos examinados foram vistas nas superfícies de corte e caracterizavam-se por depleção do osso esponjoso (porosidade) e redução acentuada da espessura do osso cortical. Havia também marcada atrofia serosa da gordura da medula óssea. Microscopicamente, nas regiões avaliadas (úmero proximal, rádio distal, fêmur distal, tíbia proximal e corpos das vértebras lombares) foi observada redução moderada a acentuada do número e da espessura das trabéculas ósseas nas epífises e metáfises dos ossos longos e nos corpos vertebrais. Os achados clínico-patológicos indicaram que a osteoporose observada provavelmente foi causada pela desnutrição. As alterações ósseas (diminuição no número e na espessura das trabéculas do osso esponjoso) sugerem que ambos os mecanismos, má formação óssea e reabsorção óssea aumentada, contribuíram para a ocorrência de osteoporose nos caprinos deste estudo.

Avaliação morfológica e por imagem radiográfica da matriz óssea mineralizada heteróloga fragmentada e metilmetacrilato, preservados em glicerina para reparação de falhas ósseas em tíbias de coelhos

Os traumas que resultam em fraturas ósseas, principalmente as cominutivas, têm uma importância muito grande na rotina clínico-cirúrgica veterinária e humana. Foi realizada falha segmentar de 6mm na região metafisária medial da tíbia esquerda de 12 coelhos, a qual foi preenchida com implante constituído de matriz óssea mineralizada heteróloga fragmentada e metilmetacrilato, preservados em glicerina (98%) para a sua reconstrução. Foi realizada avaliação morfológica e radiológica aos 30, 60, 90 e 120 dias e observou-se a incorporação do implante ao leito receptor, em 100% dos casos, mostrando ser biologicamente compatível, pois promoveu a reparação das falhas ósseas, sem sinais de infecção, migração e/ou rejeição, sendo uma opção de substituto para preencher defeitos ósseos.

Neoformação óssea e osteointegração de biomateriais micro e nanoestruturados em ovinos

A substituição de parte do tecido ósseo se faz necessária muitas vezes na rotina cirúrgica, seja em função de fraturas, neoplasias ósseas ou enfermidades ortopédicas que acarretem em perda óssea. Neste sentido, têm se buscado biomateriais capazes de promover esta substituição, evitando o uso de enxertos ou transplantes ósseos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade osteoregenerativa de biomateriais em diferentes composições, em tíbias de ovinos. Foram utilizadas oito ovelhas mestiças texel, com 12 meses de idade e peso médio de 28,5±7,4kg. Após adequada preparação anestésica e cirúrgica, foram produzidos três defeitos ósseos na diáfise das tíbias em sua face medial, totalizando seis defeitos de 6mm cada, sendo que quatro foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos retirados do próprio animal (autocontrole). Os materiais implantados foram: hidroxiapatita (HA), tricálcio fosfato-β (TCP-β), hidroxiapatita/tricálcio fosfato-b 60/40 (HA/TCP-b 60/40) e o nanocompósito hidroxiapatita/alumina a 5% (HA/Al2O3 a 5%). Os animais foram alocados em dois grupos: Grupo 60 (n=04), em que os animais foram eutanasiados após 60 dias da colocação dos implantes e Grupo 90 (n=04), em que a eutanásia ocorreu 90 dias após a colocação dos implantes. Foram realizadas radiografias nos períodos pré-operatório, imediatamente após o procedimento e aos 30, 60 e 90 dias de pós-operatório, a fim de excluir qualquer alteração prévia ou complicação pós-operatória, capaz de comprometer o estudo. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação macro e microscópica, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Os resultados encontrados mostraram uma boa capacidade de neoformação óssea e uma lenta absorção da HA. O TCP-β foi rapidamente absorvido e apresentou boa capacidade osteoindutiva e osteocondutiva, sendo observada neoformação óssea no interior dos grânulos deste biomaterial. O composto bifásico HA/TCP-β (60/40) apresentou o melhor resultado a longo prazo, devido ao melhor controle na solubilização e liberação dos íons cálcio e fosfatos para o meio biológico durante o processo de neoformação óssea. O biomaterial nanocompósito HA/Al2O3 a 5% não apresentou resultados promissores neste estudo, e sugerem-se novas pesquisas a fim de investigar melhor o potencial e aplicabilidade deste novo biomaterial. Conclui-se que a hidroxiapatita, o tricálcio fosfato-β e a associação HA/TCP-β (60/40) apresentam excelente capacidade de reparação óssea, podendo ser utilizados como substitutos ósseos; a associação HA/TCP-β (60/40) é o melhor dentre os biomateriais estudados, pois apresenta velocidade de absorção intermediária em relação à HA e ao TCP-β isolados, fornecendo ainda uma sustentação adequada ao tecido neoformado; o biomaterial HA/Al2O3 5% se mostrou incompatível, provocando reação de rejeição por parte do hospedeiro e com insignificante formação de tecido ósseo, sugerindo novas pesquisas acerca deste material.

Comparação de dois métodos de colheita de medula óssea de equinos e de dois meios de diluição para o isolamento de células mononucleares

Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar a concentração e viabilidade da fração de células mononucleares (FCM) a partir de diferentes técnicas de colheita e processamento de medula óssea (MO) em equinos. Foram avaliados cinco equinos adultos, hígidos e sem raça definida. Obtiveram-se frações de medula óssea (MO) do osso esterno, de acordo com dois protocolos: na colheita A, utilizou-se 10mL de solução de heparina dentro da seringa e em seguida, aspirou-se a MO; na colheita B, 10mL de solução de heparina foi injetada na MO e a aspiração foi realizada após 20 segundos. Todos os animais foram submetidos aos dois protocolos de colheitas, realizadas em sequência, sem intervalo entre os dois procedimentos. Após isolamento da fração de células mononucleares (FCM), das amostras de MO obtidas nas colheitas A e B, cada amostra foi dividida em dois tubos, um contendo solução de DMEM e outro contendo PBS. Assim, alternando-se o tipo de colheita e a solução diluidora, obteve-se quatro tubos de amostras por animal. Os tubos foram centrifugados e os sedimentos foram homogeneizados nos respectivos meios obtendo-se o volume final de 100μL. Realizou-se determinação da concentração e viabilidade celular, obtendo-se as concentrações médias de FCM. Para ambos os meios de diluição, a colheita B apresentou valor numérico maior em comparação à colheita A, porém não foi significativo (p>0,05). Atribui-se tal tendência à menor ocorrência de coagulação da MO no momento da colheita B, sugerindo-se melhor aproveitamento da FCM. Não houve diferença (p>0,05) entre os meios DMEM ou PBS, indicando que os mesmos não alteraram a viabilidade celular. Os protocolos utilizados para colheita de MO e separação da FCM se mostraram eficientes, para o uso em terapia celular em equinos.

Inhibitory effect of high [Mg2+] on the vasopressin-stimulated hydroosmotic permeability of the isolated perfused cortical collecting duct

High magnesium concentration inhibits the effect of arginine vasopressin (AVP) on smooth muscle contraction and platelet aggregation and also influences hepatocyte AVP receptor binding. The aim of this study was to determine the role of magnesium concentration [Mg2+] in AVP-stimulated water transport in the kidney collecting duct. The effect of low and high peritubular [Mg2+] on the AVP-stimulated osmotic water permeability coefficient (Pf) was evaluated in the isolated perfused rabbit cortical collecting duct (CCD). Control tubules bathed and perfused with standard Ringer bicarbonate solution containing 1 mM Mg2+ presented a Pf of 223.9 ± 27.2 µm/s. When Mg2+ was not added to the bathing solution, an increase in the AVP-stimulated Pf to 363.1 ± 57.2 µm/s (P<0.05) was observed. An elevation of Mg2+ to 5 mM resulted in a decrease in Pf to 202.9 ± 12.6 µm/s (P<0.05). This decrease in the AVP-stimulated Pf at 5 mM Mg2+ persisted when the CCDs were returned to 1 mM Mg2+, Pf = 130.2 ± 20.3 µm/s, and was not normalized by the addition of 8-[4-chlorophenylthio]-adenosine 3',5'-cyclic monophosphate, a cAMP analogue, to the preparation. These data indicate that magnesium may play a modulatory role in the action of AVP on CCD osmotic water permeability, as observed in other tissues.

The origin of cortical neurons

Neurons of the mammalian cerebral cortex comprise two broad classes: pyramidal neurons, which project to distant targets, and the inhibitory nonpyramidal cells, the cortical interneurons. Pyramidal neurons are generated in the germinal ventricular zone, which lines the lateral ventricles, and migrate along the processes of radial glial cells to their positions in the developing cortex in an `inside-out' sequence. The GABA-containing nonpyramidal cells originate for the most part in the ganglionic eminence, the primordium of the basal ganglia in the ventral telencephalon. These cells follow tangential migratory routes to enter the cortex and are in close association with the corticofugal axonal system. Once they enter the cortex, they move towards the ventricular zone, possibly to obtain positional information, before they migrate radially in the direction of the pial surface to take up their positions in the developing cortex. The mechanisms that guide interneurons throughout these long and complex migratory routes are currently under investigation.

Axonal pathfinding mechanisms at the cortical midline and in the development of the corpus callosum

The corpus callosum is a large fiber tract that connects neurons in the right and left cerebral hemispheres. Agenesis of the corpus callosum (ACC) is associated with a large number of human syndromes but little is known about why ACC occurs. In most cases of ACC, callosal axons are able to grow toward the midline but are unable to cross it, continuing to grow into large swirls of axons known as Probst bundles. This phenotype suggests that in some cases ACC may be due to defects in axonal guidance at the midline. General guidance mechanisms that influence the development of axons include chemoattraction and chemorepulsion, presented by either membrane-bound or diffusible molecules. These molecules are not only expressed by the final target but by intermediate targets along the pathway, and by pioneering axons that act as guides for later arriving axons. Midline glial populations are important intermediate targets for commissural axons in the spinal cord and brain, including the corpus callosum. The role of midline glial populations and pioneering axons in the formation of the corpus callosum are discussed. Finally the differential guidance of the ipsilaterally projecting perforating pathway and the contralaterally projecting corpus callosum is addressed. Development of the corpus callosum involves the coordination of a number of different guidance mechanisms and the probable involvement of a large number of molecules.

Topographic abnormality of slow cortical potentials in schizophrenia

A recent study from our laboratory has provided evidence for the generation of slow potentials occurring in anticipation to task-performance feedback stimuli, in multiple association cortical areas, consistently including two prefrontal areas. In the present study, we intended to determine whether these slow potentials would indicate some abnormality (topographic) in schizophrenic patients, and thus serve as an indication of abnormal association cortex activity. We recorded slow potentials while subjects performed a paired-associates memory task. A 123-channel EEG montage and common average reference were used for 20 unmedicated schizophrenic (mean duration of illness: 11.3 ± 9.2 years; mean number of previous hospitalizations: 1.2 ± 1.9) and 22 healthy control subjects during a visual paired-associates matching task. For the topographic analysis, we used a simple index of individual topographic deviation from normality, corrected for absolute potential intensities. Slow potentials were observed in all subjects. Control subjects showed a simple spatial pattern of voltage extrema (left central positive and right prefrontal negative), whereas schizophrenic patients presented a more complex, fragmented pattern. Topographic deviation was significantly different between groups (P < 0.001). The increased topographic complexity in schizophrenics could be visualized in grand averages computed across subjects. Increased topographic complexity could also be seen when grand averages were computed for subgroups of patients assembled either according to task-performance (high versus low) or by their scores on psychopathological scales. There was no significant correlation between topographic deviation and psychopathology scores. We conclude that the slow potential topographic abnormalities of schizophrenia indicate an abnormality in the configuration of large-scale electrical activity in association cortices.

Role of nitric oxide and prostaglandin in the maintenance of cortical and renal medullary blood flow

This study was undertaken in anesthetized dogs to evaluate the relative participation of prostaglandins (PGs) and nitric oxide (NO) in the maintenance of total renal blood flow (TRBF), and renal medullary blood flow (RMBF). It was hypothesized that the inhibition of NO should impair cortical and medullary circulation because of the synthesis of this compound in the endothelial cells of these two territories. In contrast, under normal conditions of perfusion pressure PG synthesis is confined to the renal medulla. Hence PG inhibition should predominantly impair the medullary circulation. The initial administration of 25 µM kg-1 min-1 NG-nitro-L-arginine methyl ester produced a significant 26% decrease in TRBF and a concomitant 34% fall in RMBF, while the subsequent inhibition of PGs with 5 mg/kg meclofenamate further reduced TRBF by 33% and RMBF by 89%. In contrast, the initial administration of meclofenamate failed to change TRBF, while decreasing RMBF by 49%. The subsequent blockade of NO decreased TRBF by 35% without further altering RMBF. These results indicate that initial PG synthesis inhibition predominantly alters the medullary circulation, whereas NO inhibition decreases both cortical and medullary flow. This latter change induced by NO renders cortical and RMBF susceptible to a further decrease by PG inhibition. However, the decrease in medullary circulation produced by NO inhibition is not further enhanced by subsequent PG inhibition.

Reduced cortical renal GLUT1 expression induced by angiotensin-converting enzyme inhibition in diabetic spontaneously hypertensive rats

Diabetes in spontaneously hypertensive rats is associated with cortical renal GLUT1 and GLUT2 overexpression. Our objective was to evaluate the effect of the angiotensin-converting enzyme blockade on cortical renal GLUT1 and GLUT2 expression, urinary albumin and urinary TGF-β1. Streptozotocin, 50 mg/kg, or citrate buffer (N = 16) was administered as a single injection into the tail vein in adult spontaneously hypertensive rats (~260 g). Thirty days later, these diabetic spontaneously hypertensive rats received ramipril by gavage: 0.01 mg·kg-1·day-1 (D0.01, N = 14), 1 mg·kg-1·day-1 (D1, N = 9) or water (D, N = 11) for 15 days. Albumin and TGF-β1 (24-h urine), direct arterial pressure, renal tissue angiotensin-converting enzyme activity (fluorometric assay), and GLUT1 and GLUT2 protein levels (Western blot, renal cortex) were determined. Glycemia and glycosuria were higher (P < 0.05) in the diabetic rats compared with controls, but similar between the diabetic groups. Diabetes in spontaneously hypertensive rats lowered renal tissue angiotensin-converting enzyme activity (40%), which was reduced further when higher ramipril doses were used. Diabetes associated with hypertension raised GLUT1 by 28% (P < 0.0001) and GLUT2 by 76% (P = 0.01), and both doses of ramipril equally reduced cortical GLUT1 (D vs D1 and vs D0.01, P ≤ 0.001). GLUT2 levels were reduced in D0.01 (P < 0.05 vs D). Diabetes increased urinary albumin and TGF-β1 urinary excretion, but the 15-day ramipril treatment (with either dose) did not reduce them. In conclusion, ramipril is effective in lowering renal tissue angiotensin-converting enzyme activity, as well as blocking cortical GLUT1 overexpression, which may be beneficial in arresting the development of diabetic nephropathy.

Comparison of the reliability of multifocal visual evoked cortical potentials generated by pattern reversal and pattern pulse stimulation

This study compared the effectiveness of the multifocal visual evoked cortical potentials (mfVEP) elicited by pattern pulse stimulation with that of pattern reversal in producing reliable responses (signal-to-noise ratio >1.359). Participants were 14 healthy subjects. Visual stimulation was obtained using a 60-sector dartboard display consisting of 6 concentric rings presented in either pulse or reversal mode. Each sector, consisting of 16 checks at 99% Michelson contrast and 80 cd/m² mean luminance, was controlled by a binary m-sequence in the time domain. The signal-to-noise ratio was generally larger in the pattern reversal than in the pattern pulse mode. The number of reliable responses was similar in the central sectors for the two stimulation modes. At the periphery, pattern reversal showed a larger number of reliable responses. Pattern pulse stimuli performed similarly to pattern reversal stimuli to generate reliable waveforms in R1 and R2. The advantage of using both protocols to study mfVEP responses is their complementarity: in some patients, reliable waveforms in specific sectors may be obtained with only one of the two methods. The joint analysis of pattern reversal and pattern pulse stimuli increased the rate of reliability for central sectors by 7.14% in R1, 5.35% in R2, 4.76% in R3, 3.57% in R4, 2.97% in R5, and 1.78% in R6. From R1 to R4 the reliability to generate mfVEPs was above 70% when using both protocols. Thus, for a very high reliability and thorough examination of visual performance, it is recommended to use both stimulation protocols.