Prenatal stress produces learning deficits associated with an inhibition of neurogenesis in the hippocampus

Early experiences such as prenatal stress significantly influence the development of the brain and the organization of behavior. In particular, prenatal stress impairs memory processes but the mechanism for this effect is not known. Hippocampal granule neurons are generated throughout life and are involved in hippocampal-dependent learning. Here, we report that prenatal stress in rats induced lifespan reduction of neurogenesis in the dentate gyrus and produced impairment in hippocampal-related spatial tasks. Prenatal stress blocked the increase of learning-induced neurogenesis. These data strengthen pathophysiological hypotheses that propose an early neurodevelopmental origin for psychopathological vulnerabilities in aging.

Lack of tissue glucocorticoid reactivation in 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 knockout mice ameliorates age-related learning impairments

11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11β-HSD-1) intracellularly regenerates active corticosterone from circulating inert 11-dehydrocorticosterone (11-DHC) in specific tissues. The hippocampus is a brain structure particularly vulnerable to glucocorticoid neurotoxicity with aging. In intact hippocampal cells in culture, 11β-HSD-1 acts as a functional 11β-reductase reactivating inert 11-DHC to corticosterone, thereby potentiating kainate neurotoxicity. We examined the functional significance of 11β-HSD-1 in the central nervous system by using knockout mice. Aged wild-type mice developed elevated plasma corticosterone levels that correlated with learning deficits in the watermaze. In contrast, despite elevated plasma corticosterone levels throughout life, this glucocorticoid-associated learning deficit was ameliorated in aged 11β-HSD-1 knockout mice, implicating lower intraneuronal corticosterone levels through lack of 11-DHC reactivation. Indeed, aged knockout mice showed significantly lower hippocampal tissue corticosterone levels than wild-type controls. These findings demonstrate that tissue corticosterone levels do not merely reflect plasma levels and appear to play a more important role in hippocampal functions than circulating blood levels. The data emphasize the crucial importance of local enzymes in determining intracellular glucocorticoid activity. Selective 11β-HSD-1 inhibitors may protect against hippocampal function decline with age.

Colony-forming progenitors from mouse olfactory epithelium: evidence for feedback regulation of neuron production.

The mammalian olfactory epithelium (OE) supports continual neurogenesis throughout life, suggesting that a neuronal stem cell exists in this system. In tissue culture, however, the capacity of the OE for neurogenesis ceases after a few days. In an attempt to identify conditions that support the survival of neuronal stem cells, a population of neuronal progenitors was isolated from embryonic mouse OE and cultured in defined serum-free medium. The vast majority of cells rapidly gave rise to neurons, which died shortly thereafter. However, when purified progenitors were co-cultured with cells derived from the stroma underlying the OE, a small subpopulation (0.07-0.1%) gave rise to proliferative colonies. A morphologically identifiable subset of these colonies generated new neurons as late as 7 days in vitro. Interestingly, development of these neuronal colonies was specifically inhibited when purified progenitors were plated onto stromal feeder cells in the presence of a large excess of differentiated OE neurons. These results indicate that a rare cell type, with the potential to undergo prolonged neurogenesis, can be isolated from mammalian OE and that stroma-derived factors are important in supporting neurogenesis by this cell. The data further suggest that differentiated neurons provide a signal that feeds back to inhibit production of new neurons by their own progenitors.

In vitro activation of human herpesviruses 6 and 7 from latency.

Human herpesviruses 6 and 7 (HHV-6 and HHV-7) are prevalent lymphotropic viruses that infect more than 80% of children at infancy or during early childhood. Infection ranges from asymptomatic to severe disease. HHV-6B causes exanthem subitum. The virus can be recovered from peripheral blood mononuclear cells during the acute phase of exanthem subitum, but the host remains latently infected throughout life. In immunocompromised patients undergoing kidney, liver, or bone marrow transplantation latent HHV-6B is reactivated, at times causing severe or fatal disease. Here, we describe the establishment of an in vitro system for reactivation of HHV-6B and HHV-7 from latency. HHV-7 is reactivated from latently infected peripheral blood mononuclear cells by T-cell activation. HHV-6B could not be reactivated under similar conditions; however, the latent HHV-6B could be recovered after the cells were infected with HHV-7. Once reactivated, the HHV-6B genomes became prominent and the HHV-7 disappeared. We conclude that HHV-7 can provide a transacting function(s) mediating HHV-6 reactivating from latency. Understanding the activation process is critical for the development of treatments to control the activation of latent viruses so as to avoid these sometimes life threatening infections in transplant recipients.

The protection receptor for IgG catabolism is the beta2-microglobulin-containing neonatal intestinal transport receptor.

More than 30 years ago, Brambell published the hypothesis bearing his name [Brambell, F. W. R., Hemmings, W. A. & Morris, 1. C. (1964) Nature (London) 203, 1352-1355] that remains as the cornerstone for thinking on IgG catabolism. To explain the long survival of IgG relative to other plasma proteins and its pattern of increased fractional catabolism with high concentrations of IgG, Brambell postulated specific IgG "protection receptors" (FcRp) that would bind IgG in pinocytic vacuoles and redirect its transport to the circulation; when the FcRp was saturated, the excess unbound IgG then would pass to unrestricted lysosomal catabolism. Brambell subsequently postulated the neonatal gut transport receptor (FcRn) and showed its similar saturable character. FcRn was recently cloned but FcRp has not been identified. Using a genetic knockout that disrupts the FcRn and intestinal IgG transport, we show that this lesion also disrupts the IgG protection receptor, supporting the identity of these two receptors. IgG catabolism was 10-fold faster and IgG levels were correspondingly lower in mutant than in wild-type mice, whereas IgA was the same between groups, demonstrating the specific effects on the IgG system. Disruption of the FcRp in the mutant mice was also shown to abrogate the classical pattern of decreased IgG survival with higher IgC concentration. Finally, studies in normal mice with monomeric antigen-antibody complexes showed differential catabolism in which antigen dissociates in the endosome and passes to the lysosome, whereas the associated antibody is returned to circulation; in mutant mice, differential catabolism was lost and the whole complex cleared at the same accelerated rate as albumin, showing the central role of the FcRp to the differential catabolism mechanism. Thus, the same receptor protein that mediates the function of the FcRn transiently in the neonate is shown to have its functionally dominant expression as the FcRp throughout life, resolving a longstanding mystery of the identity of the receptor for the protection of IgG. This result also identifies an important new member of the class of recycling surface receptors and enables the design of protein adaptations to exploit this mechanism to improve survivals of other therapeutic proteins in vivo.

Serine phosphorylation of human P450c17 increases 17,20-lyase activity: implications for adrenarche and the polycystic ovary syndrome.

Microsomal cytochrome P450c17 catalyzes both steroid 17 alpha-hydroxylase activity and scission of the C17-C20 steroid bond (17,20-lyase) on the same active site. Adrenal 17 alpha-hydroxylase activity is needed to produce cortisol throughout life, but 17,20-lyase activity appears to be controlled independently in a complex, age-dependent pattern. We show that human P450c17 is phosphorylated on serine and threonine residues by a cAMP-dependent protein kinase. Phosphorylation of P450c17 increases 17,20-lyase activity, while dephosphorylation virtually eliminates this activity. Hormonally regulated serine phosphorylation of human P450c17 suggests a possible mechanism for human adrenarche and may be a unifying etiologic link between the hyperandrogenism and insulin resistance that characterize the polycystic ovary syndrome.

Invariance and restriction toward a limited set of self-antigens characterize neonatal IgM antibody repertoires and prevail in autoreactive repertoires of healthy adults.

Analysis of the reactivity of IgM with self-antigens in tissues by a quantitative immunoblotting technique showed striking invariance among newborns in the human and in the mouse. The self-reactive repertoire of IgM of adults was also markedly conserved; it comprised most anti-self reactivities that prevailed among neonates. Multivariate analysis confirmed the homogeneity of IgM repertoires of neonates toward self- and non-self-antigens. Multivariate analysis discriminated between newborn and adult repertoires for reactivity with two of five sources of self-proteins and with non-self-antigens. Our observations support the concept that naturally activated B lymphocytes are selected early in development and throughout life for reactivity with a restricted set of self-antigens.

Efficacy of Stanozolol on bone regeneration: in vitro and in vivo study

La ricerca di nuove strategie per la rigenerazione ossea rappresenta un focus di interesse centrale per migliorare la gestione di casi clinici complessi nell’ambito della chirurgia orale e maxillo-facciale. Uno degli approcci più utilizzati in tale contesto si basa sull’utilizzo di molecole con proprietà osteoinduttive e molte sostanze sono state fino ad oggi sperimentate. E’ noto in letteratura che gli androgeni svolgono un ruolo chiave nella regolazione della morfogenesi ossea e nel mantenimento della sua omeostasi durante il corso della vita. Questo lavoro di tesi nasce dall’ipotesi che la somministrazione locale di tali ormoni, eventualmente combinata a materiali da innesto, possa favorire la guarigione di difetti ossei. Stando a questa premessa, sono stati valutati gli effetti dello steroide sintetico Stanozololo sulla rigenerazione ossea in diversi settings sperimentali. La tesi è strutturata secondo un percorso che segue le fasi della ricerca, attraverso sperimentazioni in vitro e in vivo; ogni capitolo può essere approcciato come uno studio a sé stante, corrispondente ad una determinata tappa dell’iter sperimentale. Sulla base di questi intenti, viene fornito inizialmente un quadro d’insieme circa gli effetti degli androgeni sull’osso. A seguire, è presentata una sperimentazione in vitro nella linea cellulare SaOS-2. Infine, è proposta un’innovativa metodologia di analisi per lo studio della rigenerazione ossea nel modello di ratto, ove viene testata la somministrazione locale di Stanozololo combinato a materiale da innesto.

Identification and characterization of periplasmic proteins implicated in the adaptation of Helicobacter pylori to the human gastric niche

Helicobacter pylori è un batterio Gram-negativo in grado di colonizzare la mucosa gastrica umana e persistere per l'intero arco della vita dell'ospite. E' associato a patologie gastrointestinali, quali gastrite cronica, ulcere gastriche e duodenali, adenocarcinomi e linfomi gastrici. Si tratta di uno dei patogeni più diffusi, presente in circa metà della popolazione mondiale, e il solo che si è adattato a vivere nell'ambiente ostile dello stomaco umano. Molteplici sono i fattori di virulenza che permettono al batterio la colonizzazione della nicchia gastrica e contribuiscono, anche attraverso l' induzione di una risposta infiammatoria, a profonde modificazioni dell' omeostasi gastrica. Queste ultime si associano, ad esempio, all'iperproduzione di fattori proinfiammatori, ad alterazioni sia della regolazione della secrezione acida gastrica sia del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata (apoptosi) delle cellule epiteliali gastriche, a disordini nel metabolismo del ferro e a carenze di elementi essenziali. Studi sulla diversità genetica di H. pylori osservata in ceppi isolati da varie regioni del mondo, dimostrano che tale batterio ha avuto una coevoluzione col genere umano attraverso la storia, ed è verosimile che H. pylori sia stato un costituente del microbiota gastrico per almeno 50.000 anni. Scopo della tesi è stato quello di identificare e caratterizzare proteine importanti per la colonizzazione e l'adattamento di H. pylori alla nicchia gastrica. In particolare gli sforzi si sono concentrati su due proteine periplasmatiche, la prima coinvolta nella difesa antiossidante (l'enzima catalasi-like, HP0485), e la seconda nel trasporto di nutrienti presenti nell'ambiente dello stomaco all'interno della cellula (la componente solubile di un ABC transporter, HP0298). La strategia utilizzata prevede un'analisi bioinformatica preliminare, l'ottenimento del gene per amplificazione, mediante PCR, dal genoma dell'organismo, la costruzione di un vettore per il clonaggio, l'espressione eterologa in E. coli e la successiva purificazione. La proteina così ottenuta viene caratterizzata mediante diverse tecniche, quali spettroscopia UV, dicroismo circolare, gel filtrazione analitica, spettrometria di massa. Il capitolo 1 contiene un'introduzione generale sul batterio, il capitolo 2 e il capitolo 3 descrivono gli studi relativi alle due proteine e sono entrambi suddivisi in un abstract iniziale, un'introduzione, la presentazione dei risultati, la discussione di questi ultimi, i materiali e i metodi utilizzati. La catalasi-like (HP0485) è una proteina periplasmatica con struttura monomerica, appartenente ad una famiglia di enzimi a funzione per la maggior parte sconosciuta, ma evolutivamente correlati alla ben nota catalasi, attore fondamentale nella difesa di H. pylori, grazie alla sua azione specifica di rimozione dell'acqua ossigenata. HP0485, pur conservando il fold catalasico e il legame al cofattore eme, non può compiere la reazione di dismutazione dell'acqua ossigenata; possiede invece un'attività perossidasica ad ampio spettro, essendo in grado di accoppiare la riduzione del perossido di idrogeno all'ossidazione di diversi substrati. Come la catalasi, lavora ad alte concentrazioni di aqua ossigenata e non arriva a saturazione a concentrazioni molto elevate di questo substrato (200 mM); la velocità di reazione catalizzata rimane lineare anche a questi valori, aspetto che la differenzia dalle perossidasi che vengono in genere inattivate da concentrazioni di perossido di idrogeno superiori a 10-50 mM. Queste caratteristiche di versatilità e robustezza suggeriscono che la catalasi-like abbia un ruolo di scavenger dell'acqua ossigenata e probabilmente anche un'altra funzione connessa al suo secondo substrato, ossia l'ossidazione di composti nello spazio periplasmatico cellulare. Oltre alla caratterizzazione dell'attività è descritta anche la presenza di un ponte disolfuro, conservato nelle catalasi-like periplasmatiche, con un ruolo nell'assemblaggio dell'eme per ottenere un enzima attivo e funzionale. La proteina periplasmatica HP0298, componente di un sistema di trasporto ABC, è classificata come trasportatore di dipeptidi e appartiene a una famiglia di proteine in grado di legare diversi substrati, tra cui di- e oligopeptidi, nichel, eme, glutatione. Benchè tutte associate a trasportatori di membrana batterici, queste proteine presentano un dominio di legame al substrato che risulta essere conservato nei domini extracellulari di recettori specifici di mammifero e uomo. Un esempio sono i recettori ionotropici e metabotropici del sistema nervoso. Per caratterizzare questa proteina è stato messo a punto un protocollo di ligand-fishing accoppiato alla spettrometria di massa. La proteina purificata, avente un tag di istidine, è stata incubata con un estratto cellulare di H. pylori per poter interagire con il suo substrato specifico all'interno dell'ambiente naturale in cui avviene il legame. Il complesso proteina-ligando è stato poi purificato per cromatografia di affinità e analizzato mediante HPLC-MS. L'identificazione dei picchi differenziali tra campioni con la proteina e 5 campioni di controllo ha portato alla caratterizzazione di pentapeptidi particolarmente ricchi in aminoacidi idrofobici e con almeno un residuo carico negativamente. Considerando che H. pylori necessita di alcuni aminoacidi essenziali, per la maggior parte idrofobici, e che lo stomaco umano è particolarmente ricco di peptidi prodotti dalla digestione delle proteine introdotte con il cibo, il ruolo fisiologico di HP0298 potrebbe essere l'internalizzazione di peptidi, con caratteristiche specifiche di lunghezza e composizione, che sono naturalmente presenti nella nicchia gastrica.

Avaliação do reconhecimento de melodias tradicionais em crianças normo-ouvintes

A contribuição da música no campo das ciências humanas vem sendo valorizado pelas ciências da saúde nas últimas décadas, favorecendo relações entre a Fonoaudiologia e a Musicoterapia. A avaliação da percepção musical busca compreender princípios básicos como a discriminação de timbres, melodias, ritmos, intensidade, altura, duração das notas, densidade, entre outros, além de conhecimentos inerentes em relação a audição, bem como as experiências musicais no decorrer da vida. O objetivo deste estudo foi elaborar um teste informatizado de avaliação do reconhecimento de melodias tradicionais brasileiras e verificar o desempenho de crianças com audição normal neste instrumento. Foi realizada a elaboração de um teste, denominado Avaliação do Reconhecimento de Melodias Tradicionais em Crianças normo-ouvintes (ARMTC), em formato de website, composto por 15 melodias tradicionais da cultura brasileira, gravadas com timbre sintetizado de piano, padronizadas com andamentos variáveis, intensidades similares, tonalidade de acordo com a partitura utilizada, reprodução de 12 segundos cada melodia e pausas de quatro segundos entre cada melodia. A casuística foi composta por 155 crianças, com faixa etária entre oito e 11 anos, de ambos os sexos, com limiares auditivos nas frequências de 500 Hz a 4000 Hz dentro dos padrões de normalidade e curva timpanométrica tipo A. Todas as crianças foram submetidas à triagem audiológica (frequências de 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz e 4 KHz), Timpanometria e ao ARMTC. O ARMTC foi aplicado em campo livre com intensidade de 65 dBNA, com caixa de som posicionada a 0o azimute, à uma distância de um metro do participante que se manteve sentado. As crianças foram instruídas a clicar na tela do notebook no ícone correspondente ao nome e ilustração da melodia a qual ouviram e prosseguir dessa forma até o término das 15 melodias apresentadas. Na maioria das melodias selecionadas não houve diferença significante entre número de erros/acertos e tempo de reação quando estas variáveis foram correlacionadas ao sexo, idade e local em que o teste foi aplicado. As melodias mais reconhecidas foram: Cai, cai balão, Boi da cara preta, que teve igual score a Caranguejo, Escravos de Jó, O cravo, Parabéns a você e Marcha soldado, as quais obtiveram reconhecimento superior à 70% de acertos e a melodia com menor reconhecimento foi Capelinha de melão.

Estudo de uma proposta de ensino de física para o primeiro ano do ensino médio inspirada na teoria do pensamento complexo de Morin

O mundo está passando por uma mudança paradigmática. O paradigma moderno baseado nas ideias de René Descartes e Isaac Newton está sendo substituído por um novo paradigma chamado de pós-moderno ou complexo. Essa mudança tem gerado uma crise em toda a sociedade, e essa crise pode ser muito bem percebida na escola. Enquanto o mundo passa a valorizar a criatividade, a autonomia e habilidades como o trabalho em equipe e a capacidade de resolução de problemas complexos, a escola procura se fechar em torno de si mesma, exigindo a memorização e reprodução de conteúdos prontos, visando a solução de problemas artificiais que em nada se relaciona com o cotidiano e os interesses dessa nova sociedade. Nessa perspectiva, esse trabalho propõe uma metodologia para o ensino do conteúdo de Física do primeiro ano do Ensino Médio inspirada na teoria do pensamento complexo de Edgar Morin. Para isso, desenvolvemos uma sequência didática com atividades que visam não só abordar os conteúdos previstos pelo Currículo Oficial do Estado de São Paulo de maneira contextualizada e motivadora, mas abordá-los com o objetivo de procurar iniciar o desenvolvimento do pensamento complexo dos alunos. Assim, para alcançar esse objetivo, na elaboração de cada atividade, levamos em consideração \"Os Sete Saberes Necessários à Educação do Futuro\" de Morin assim como as competências e habilidades que estão previstas nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN). Sabemos que o pensamento complexo não se desenvolve do dia para noite, pois é um processo que se estende por toda a vida. Entretanto esperamos que com esse trabalho, possamos dar uma contribuição nesse sentido, e vislumbrar durante o ano letivo o princípio do desenvolvimento desse modo de pensar nos alunos.

Characterization of a new murine retinal cell line (MU-PH1) with glial, progenitor and photoreceptor characteristics

Unlike fish and amphibians, mammals do not regenerate retinal neurons throughout life. However, neurogenic potential may be conserved in adult mammal retina and it is necessary to identify the factors that regulate retinal progenitor cells (RPC) proliferative capacity to scope their therapeutic potential. Müller cells can be progenitors for retinal neuronal cells and can play an essential role in the restoration of visual function after retinal injury. Some members of the Toll-like receptor (TLR) family, TLR2, TLR3 and TLR4, are related to progenitor cells proliferation. Müller cells are important in retinal regeneration and stable cell lines are useful for the study of retinal stem cell biology. Our purpose was to obtain a Müller-derived cell line with progenitor characteristics and potential interest in regeneration processes. We obtained and characterized a murine Müller-derived cell line (MU-PH1), which proliferates indefinitely in vitro. Our results show that (i) MU-PH1 cells expresses the Müller cell markers Vimentin, S-100, glutamine synthetase and the progenitor and stem cell markers Nestin, Abcg2, Ascl1, α-tubulin and β-III-tubulin, whereas lacks the expression of CRALBP, GFAP, Chx10, Pax6 and Notch1 markers; (ii) MU-PH1 cell line stably express the photoreceptor markers recoverin, transducin, rhodopsin, blue and red/green opsins and also melanopsin; (iii) the presence of opsins was confirmed by the recording of intracellular free calcium levels during light stimulation; (iv) MU-PH1 cell line also expresses the melatonin MT1 and MT2 receptors; (v) MU-PH1 cells express TLR1, 2, 4 and 6 mRNA; (vi) MU-PH1 express TLR2 at cell surface level; (vii) Candida albicans increases TLR2 and TLR6 mRNA expression; (viii) C. albicans or TLR selective agonists (Pam(3)CysSK(4), LPS) did not elicit morphological changes nor TNF-α secretion; (ix) C. albicans and Pam(3)CysSK(4) augmented MU-PH1 neurospheres formation in a statistically significant manner. Our results indicate that MU-PH1 cell line could be of great interest both as a photoreceptor model and in retinal regeneration approaches and that TLR2 may also play a role in retinal cell proliferation.

Quistos aracnoideus : quais as indicações cirúrgicas?

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Alcoolismo e perturbação da ansiedade

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Human naïve regulatory T-cells feature high steady-state turnover and are maintained by IL-7

Naïve FoxP3-expressing regulatory T-cells (Tregs) are essential to control immune responses via continuous replenishment of the activated-Treg pool with thymus-committed suppressor cells. The mechanisms underlying naïve-Treg maintenance throughout life in face of the age-associated thymic involution remain unclear. We found that in adults thymectomized early in infancy the naïve-Treg pool is remarkably well preserved, in contrast to conventional naïve CD4 T-cells. Naïve-Tregs featured high levels of cycling and pro-survival markers, even in healthy individuals, and contrasted with other circulating naïve/memory CD4 T-cell subsets in terms of their strong γc-cytokine-dependent signaling, particularly in response to IL-7. Accordingly, ex-vivo stimulation of naïve-Tregs with IL-7 induced robust cytokine-dependent signaling, Bcl-2 expression, and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-dependent proliferation, whilst preserving naïve phenotype and suppressive capacity. Altogether, our data strongly implicate IL-7 in the thymus-independent long-term survival of functional naïve-Tregs, and highlight the potential of targeting the IL-7 pathway to modulate Tregs in different clinical settings.