Polysaccharopeptide enhanced the anti-cancer effect of gammatocotrienol through activation of AMPK

Prostate cancer (PCa) frequently relapses after hormone ablation therapy. Unfortunately, once progressed to the castration resistant stage, the disease is regarded as incurable as prostate tumours are highly resistant to conventional chemotherapy. Therefore, an effective treatment strategy is urgently needed for improving the treatment outcome of the patients.

IgA nephropathy and Henoch-Schönlein nephritis in adults : with special reference to factors affecting outcome

IgA nephropathy (IgAN) is the most common primary glomerulonephritis. In one third of the patients the disease progresses, and they eventually need renal replacement therapy. IgAN is in most cases a slowly progressing disease, and the prediction of progression has been difficult, and the results of studies have been conflicting. Henoch-Schönlein nephritis (HSN) is rare in adults, and prediction of the outcome is even more difficult than in IgAN. This study was conducted to evaluate the clinical and histopathological features and predictors of the outcome of IgAN and HSN diagnosed in one centre (313 IgAN patients and 38 HSN patients), and especially in patients with normal renal function at the time of renal biopsy. The study also aimed to evaluate whether there is a difference in the progression rates in four countries (259 patients from Finland, 112 from UK, 121 from Australia and 274 from Canada), and if so, can this be explained by differences in renal biopsy policy. The third aim was to measure urinary excretions of cytokines interleukin 1ß (IL-1ß) and interleukin 1 receptor antagonist (IL-1ra) in patients with IgAN and HSN and the correlations of excretion of these substances with histopathological damage and clinical factors. A large proportion of the patients diagnosed in Helsinki as having IgAN had normal renal function (161/313 patients). Four factors, (hypertension, higher amounts of urinary erythrocytes, severe arteriolosclerosis and a higher glomerular score) which independently predicted progression (logistic regression analysis), were identified in mild disease. There was geographic variability in renal survival in patients with IgAN. When age, levels of renal function, proteinuria and blood pressure were taken into account, it showed that the variability related mostly to lead-time bias and renal biopsy indications. Amount of proteinuria more than 0.4g/24h was the only factor that was significantly related to the progression of HSN. the Hypertension and the level of renal function were found to be factors predicting outcome in patients with normal renal function at the time of diagnosis. In IgAN patients, IL-1ra excretion into urine was found to be decreased as compared with HSN patients and healthy controls. Patients with a high IL-1ra/IL-1ß ratio had milder histopathological changes in renal biopsy than patients with a low/normal IL-1ra/IL-1ß ratio. It was also found that the excretion of IL-1ß and especially IL-1ra were significantly higher in women. In conclusion, it was shown that factors associated with outcome can reliably be identified even in mild cases of IgAN. Predicting outcome in adult HSN, however, remains difficult.

Quantitation and characterization of glutathionyl haemoglobin as an oxidative stress marker in chronic renal failure by mass spectrometry

Objectives: Glutathionyl haemoglobin (GS-Hb) belonging to the class of glutathionylated proteins has been investigated as a possible marker of oxidative stress in different chronic diseases. The purpose of this study was to examine whether glutathionyl haemoglobin can serve as an oxidative stress marker in non-diabetic chronic renal failure patients on different renal replacement therapies (RRT) through its quantitation, and characterization of the specific binding site of glutathione in haemoglobin molecule by mass spectrometric analysis. Design and methods: The study group consisted of non-diabetic chronic renal failure patients on renal replacement therapy (RRT): hemodialysis (HD), continuous ambulatory peritoneal dialysis (CAPD) and renal allograft transplant (Txp) patients. Haemoglobin samples of these subjects were analyzed by liquid chromatography electrospray ionization mass spectrometry for GS-Hb quantitation. Characterization of GS-Hb was done by tandem mass spectrometry. Levels of erythrocyte glutathione (GSH) and lipid peroxidation (as thiobarbituric acid reacting substances) were measured spectrophotometrically, while glycated baernoglobin (HbA1c) was measured by HPLC. Results: GS-Hb levels were markedly elevated in the dialysis group and marginally in the transplant group as compared to the controls. GS-Hb levels correlated positively with lipid peroxidation and negatively with the erythrocyte glutathione levels in RRT groups indicating enhanced oxidative stress. De novo sequencing of the chymotryptic fragment of GS-Hb established that glutathione is attached to Cys-93 of the beta globin chain. Mass spectrometric quantitation of total glycated haemoglobin showed good agreement with HbA1c estimation by conventional HPLC method. Conclusions: Glutathionyl haemoglobin can serve as a clinical marker of oxidative stress in chronic debilitating therapies like RRT. Mass spectrometry provides a reliable analytical tool for quantitation and residue level characterization of different post-translational modifications of haemoglobin. (c) 2007 The Canadian Society of Clinical Chemists. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Insulin analog preparations and their use in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus.

Standard or 'traditional' human insulin preparations such as regular soluble insulin and neutral protamine Hagedorn (NPH) insulin have shortcomings in terms of their pharmacokinetic and pharmacodynamic properties that limit their clinical efficacy. Structurally modified insulin molecules or insulin 'analogs' have been developed with the aim of delivering insulin replacement therapy in a more physiological manner. In the last 10 years, five insulin analog preparations have become commercially available for clinical use in patients with type 1 diabetes mellitus: three 'rapid' or fast-acting analogs (insulin lispro, aspart, and glulisine) and two long-acting analogs (insulin glargine and detemir). This review highlights the specific pharmacokinetic properties of these new insulin analog preparations and focuses on their potential clinical advantages and disadvantages when used in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus. The fast-acting analogs specifically facilitate more flexible insulin injection timing with regard to meals and activities, whereas the long-acting analogs have a more predictable profile of action and lack a peak effect. To date, clinical trials in children and adolescents have been few in number, but the evidence available from these and from other studies carried out in adults with type 1 diabetes suggest that they offer significant benefits in terms of reduced frequency of nocturnal hypoglycemia, better postprandial blood glucose control, and improved quality of life when compared with traditional insulins. In addition, insulin detemir therapy is unique in that patients may benefit from reduced risk of excessive weight, particularly during adolescence. Evidence for sustained long-term improvements in glycosylated hemoglobin, on the other hand, is modest. Furthermore, alterations to insulin/insulin-like growth factor I receptor binding characteristics have also raised theoretical concerns that insulin analogs may have an increased mitogenic potential and risk of tumor development, although evidence from both in vitro and in vivo animal studies do not support this assertion. Long-term surveillance has been recommended and further carefully designed prospective studies are needed to evaluate the overall benefits and clinical efficacy of insulin analog therapy in children and adolescents with type 1 diabetes.

The COMT Val158 Met polymorphism as an associated risk factor for Alzheimer disease and mild cognitive impairment in APOE 4 carriers

Background: The aim of this study is to examine the influence of the catechol-O-methyltranferase (COMT) gene (polymorphism Val158 Met) as a risk factor for Alzheimer's disease (AD) and mild cognitive impairment of amnesic type (MCI), and its synergistic effect with the apolipoprotein E gene (APOE). A total of 223 MCI patients, 345 AD and 253 healthy controls were analyzed. Clinical criteria and neuropsychological tests were used to establish diagnostic groups. The DNA Bank of the University of the Basque Country (UPV-EHU) (Spain) determined COMT Val158 Met and APOE genotypes using real time polymerase chain reaction (rtPCR) and polymerase chain reaction (PCR), and restriction fragment length polymorphism (RFLPs), respectively. Multinomial logistic regression models were used to determine the risk of AD and MCI. Results: Neither COMT alleles nor genotypes were independent risk factors for AD or MCI. The high activity genotypes (GG and AG) showed a synergistic effect with APOE epsilon 4 allele, increasing the risk of AD (OR = 5.96, 95% CI 2.74-12.94, p < 0.001 and OR = 6.71, 95% CI 3.36-13.41, p < 0.001 respectivily). In AD patients this effect was greater in women. In MCI patients such as synergistic effect was only found between AG and APOE epsilon 4 allele (OR = 3.21 95% CI 1.56-6.63, p = 0.02) and was greater in men (OR = 5.88 95% CI 1.69-20.42, p < 0.01). Conclusion: COMT (Val158 Met) polymorphism is not an independent risk factor for AD or MCI, but shows a synergistic effect with APOE epsilon 4 allele that proves greater in women with AD.

Relação entre a doença de Parkinson e o gene LRRK2: um estudo na população brasileira

A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais frequente depois da Doença de Alzheimer, afetando aproximadamente 1% da população com idade superior a 65 anos. Clinicamente, esta doença caracteriza-se pela presença de tremor em repouso, bradicinesia, rigidez muscular e instabilidade postural, os quais podem ser controlados com a administração do levodopa. As características patológicas da DP incluem a despigmentação da substância nigra devido à perda dos neurônios dopaminérgicos e a presença de inclusões proteicas denominadas corpos de Lewy nos neurônios sobreviventes. As vias moleculares envolvidas com esta patologia ainda são obscuras, porém a DP é uma doença complexa, resultante da interação entre fatores ambientais e causas genéticas. Mutações no gene leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2; OMIM 609007) constituem a forma mais comum de DP. Este gene codifica uma proteína, membro da família de proteínas ROCO, que possui, entre outros domínios, dois domínios funcionais GTPase (ROC) e quinase (MAPKKK). Neste estudo, os principais domínios do gene LRRK2 foram analisados em 204 pacientes brasileiros com DP por meio de sequenciamento dos produtos da PCR. Através da análise de 14 exons correspondentes aos domínios ROC, COR e MAPKKK foram identificadas 31 variantes. As alterações novas, p.C1770R e p.C2139S, possuem um potencial papel na etiologia da DP. Três alterações exônicas (p.R1398R, p.T1410M e p.Y2189C) e nove intrônicas (c.4317+16C>T, c.5317+59A>C, c.5509+20A>C, c.5509+52T>C, c.5509+122A>G, c.5657-46C>T, c.6382-36G>A, c.6382-37C>T e c.6576+44T>C) são potencialmente não patogênicas. Ao todo, dezessete variantes exônicas e intrônicas constituem polimorfismos já relatados na literatura (p.R1398H, p.K1423K, p.R1514Q, p.P1542S, c.4828-31T>C, p.G1624G, p.K1637K, p.M1646T, p.S1647T, c.5015+32A>G, c.5170+23T>A, c.5317+32C>T, p.G1819G, c.5948+48C>T, p.N2081D, p.E2108E e c.6381+30A>G). A frequência total de alterações potencialmente patogênicas ou patogênicas detectadas em nossa amostra foi de 3,4% (incluindo a mutação p.G2019S, anteriormente descrita em 2 artigos publicados por nosso grupo: Pimentel et al., 2008; Abdalla-Carvalho et al., 2010), sendo a frequência de mutações nos casos familiares (11,1%) cerca de seis vezes maior do que a encontrada nos casos isolados da DP (1,8%). Os resultados alcançados neste estudo revelam que mutações no gene LRRK2 desempenham um papel significativo como fator genético para o desenvolvimento da DP em pacientes brasileiros.

Efeitos da castração e reposição hormonal tardia no tecido erétil do pênis de ratos Sprague-Dawley

Estudos em animais e humanos sugerem que níveis adequados de testosterona são necessários para preservar a integridade do tecido eretor peniano. Nenhum estudo prévio confirmou se as mudanças estruturais são reversíveis após longo período de deprivação hormonal. Foi proposto a avaliação, através de métodos quantitativos, as alterações estruturais no corpo cavernoso de ratos submetidos à castração cirúrgica; bem como o papel da reposição hormonal tardia na reversão das possíveis alterações estruturais. Foram usados 25 ratos Sprague-Dawley machos com aproximadamente 12 semanas de idade. Os animais foram divididos em 5 grupos compostos por 5 animais em cada grupo e tratados da seguinte forma: ORQ1 = Grupo submetido à orquiectomia e sacrificado após 1 mês. C1- Grupo controle morto após 1 mês. ORQ2 - Grupo orquiectomizado e morto após 2 meses. C2 - Grupo controle morto após 2 meses. T Grupo orquiectomizado que recebeu, após 1 mês, suplementação com undecanoato de testosterona na dose de 100mg/ Kg subcutâneo. Após 1 mês de reposição hormonal os animais foram mortos.No Resultado Houve uma redução significativa no valor absoluto do colágeno, músculo liso, espaço sinusoidal e área total do corpo cavernoso após 2 meses no grupo castrado, quando comparado ao controle. Em termos gerais a densidade não apresentou nenhuma diferença significativa entre os grupos. A reposição hormonal com testosterona foi capaz de reverter as alterações observadas, demonstrando um aumento dos elementos estudados. A metodologia utilizada permitiu mostrar que valores absolutos demonstram melhor o que de fato ocorre com os elementos observados, eliminando um víeis de análise, quando se consideram os valores relativos. Esses resultados sugerem que a reposição, mesmo quando realizada tardiamente, foi eficaz na reversibilidade das alterações geradas pela castração

Serviços de terapia renal substitutiva em Volta Redonda: estrutura e adequação às normas de funcionamento

O número de pacientes com doença renal crônica está aumentando, em todo o mundo, em escala alarmante. Como resultado, observamos um elevado quantitativo de indivíduos que dependem do acesso e do tratamento dialítico para garantir sobrevida e qualidade de vida. Esse cuidado, entretanto, apresenta significativos problemas em diversas localidades do país. Ainda que uma estrutura adequada seja condição necessária, mas não suficiente, para um cuidado de qualidade, pode-se supor que aumente a probabilidade da assistência prestada ter um potencial de promover resultados em saúde mais positivos. Este estudo, descritivo e de caráter normativo, objetivou mapear os serviços de terapia dialítica existentes no município de Volta Redonda que oferecem procedimentos para o SUS e examinar sua conformidade com os padrões mínimos presentes nas diversas resoluções e demais legislações a respeito, focando em aspectos da estrutura e processo. Para tal, utilizou-se de três estratégias complementares: (a) busca de dados secundários presentes nas bases de dados nacionais e municipais; (b) entrevistas com os responsáveis técnicos pelas duas unidades existentes no município, com o responsável pela Superintendência de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR e pela Vigilância Sanitária Estadual, e (c) exame das cópias dos relatórios de vistoria sanitária realizada nos serviços nos anos de 2010 e 2011. Os resultados são apresentados em seis categorias: (1) conhecimento sobre o processo de admissão e preparo dos pacientes para entrada em Terapia Renal Substitutiva; (2) conformidade dos serviços de diálise existentes em Volta Redonda às exigências legais, desdobrando em estrutura física, parque de equipamentos, modalidades de diálise oferecida, controle e qualidade da água utilizada na diálise, atividades de controle de infecções e de proteção à saúde dos trabalhadores; (3) fluxo de encaminhamento dos pacientes em tratamento dialítico para transplante; (4) monitoramento dos indicadores de avaliação periódica dos serviços de Diálise; (5) produção assistencial desses serviços; e, por fim,(6) ações de controle e avaliação desenvolvidas junto às Unidades de Terapia Renal Substitutiva. O estudo permitiu identificar que, em diversos aspectos, os serviços de diálise de Volta Redonda estão fora de conformidade às exigências legais expressas nas diversas portarias e resoluções que tratam da estrutura e condições de funcionamento dos serviços de terapia renal substitutiva. Isso é grave e pode estar significando que os pacientes que se utilizam destes serviços possam, de alguma maneira, estar recebendo um cuidado longe do adequado. Foi também mostrada a dificuldade do serviço de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR em montar trabalho conjunto de monitoramento no cumprimento das exigências realizadas pelo órgão de vigilância estadual, que pode contribuir para melhorar a qualidade da assistência recebida pelos pacientes renais crônicos em Volta Redonda.

Custo-efetividade do tratamento da infecção pelo vírus da hepatite C em candidatos a transplante renal submetidos à diálise

O estudo tem como objetivo geral avaliar a razão de custo-utilidade do tratamento da infecção pelo vírus da hepatite C (VHC) em pacientes dialisados, candidatos a transplante renal, tendo como esquemas terapêuticos alternativos o interferon-_ em monoterapia; o interferon peguilado em monoterapia; o interferon-_ em terapia combinada com ribavirina e o interferon peguilado em terapia combinada com ribavirina, comparando-os com o nãotratamento. A perspectiva do estudo foi a do Sistema Único de Saúde(SUS), que também serviu de base para estimar o impacto orçamentário da estratégia de tratamento mais custo efetiva. Para o alcance dos objetivos, foi construído um modelo de Makov para simulação de custos e resultados de cada estratégia avaliada. Para subsidiar o modelo, foi realizada uma revisão de literatura, a fim de definir os estados de saúde relacionados à infecção pelo vírus da hepatite C em transplantados e a probabilidade de transição entre os estados. Medidas de utilidade foram derivadas de consultas a especialistas. Os custos foram derivados da tabela de procedimentos do SUS. Os resultados do estudo demonstraram que o tratamento da infecção pelo VHC antes do transplante renal é mais custo-efetivo que o não tratamento, apontando o interferon-a como a melhor opção. O impacto orçamentário para adoção dessa estratégia pelo SUS corresponde a 0,3% do valor despendido pelo SUS com terapia renal substitutiva ao longo do ano de 2007.

Expressão de marcadores imuno-histoquímicos em biópsias renais de pacientes transplantados

A partir da década de 60, com a utilização do transplante renal em larga escala como terapia substitutiva para pacientes com falência do órgão, surgiu a preocupação quanto ao desenvolvimento do processo de rejeição do enxerto. Tal intercorrência, em geral, cursa com sinais e sintomas clínicos apenas quando o evento está bem estabelecido, ou mesmo quando lesões irreversíveis já se instalaram. Assim, é fundamental um acompanhamento rigoroso, visando detectar os casos subclínicos. O presente trabalho, a fim de fornecer novas ferramentas que auxiliem o diagnóstico precoce de rejeição do enxerto, avaliou a expressão imuno-histoquímica dos anticorpos CD3, CD5, CD20, CD68, CD25, FoxP3 e C4d em biópsias renais realizadas entre os anos de 2007 e 2009 em pacientes transplantados acompanhados pelo Serviço de Nefrologia do Hospital Universitário Pedro Ernesto, UERJ - RJ, correlacionando os resultados obtidos com o diagnóstico histológico. Para tal, as biópsias foram reavaliadas por três médicos patologistas que as classificaram, segundo Critérios de Banff 2007, quanto à presença ou não de rejeição do enxerto e seu tipo, aguda ou crônica. A partir de então, os blocos de parafina foram processados pela técnica Tissue Microarray for all (Pires, ARC. e cols.) e submetidos à imuno-histoquímica. A positividade dos marcadores foi avaliada e graduada e os resultados encontrados foram correlacionados, em um primeiro momento, com a presença ou ausência de rejeição. Posteriormente, os casos com diagnóstico histológico de rejeição tiveram seu perfil imuno-histoquímico analisado em função da positividade para C4d, marcador definidor de rejeição humoral. Neste momento, buscou-se averiguar se os anticorpos estudados seriam úteis em detectar, neste grupo, rejeição humoral e celular. Após a análise estatística, realizada pelo Teste Exato de Fisher, pode-se, então, concluir que o comportamento do marcador CD3 é capaz de inferir a presença de rejeição e que os anticorpos CD5 e CD25 permitem sugerir rejeição celular e humoral, respectivamente. Foi observado também que casos sem diagnóstico histológico de rejeição podem apresentar marcação para C4d em mais de 10% de seus capilares peritubulares.

Avaliação da disnatremia em pacientes com indicação de suporte renal em unidades de terapia intensiva

As disnatremias são os distúrbios hidroeletrolíticos mais comuns, sendo relatados em cerca de 30-40% dos pacientes hospitalizados. Quando presentes na admissão em Unidade de Tratamento Intensivo (UTI) são fatores de risco independentes de pior prognóstico, estando associadas à maior letalidade hospitalar. Mesmo disnatremias limítrofes (130 135 mEq/l na hiponatremia e 145 a 150 mEq/L na hipernatremia) têm sido associadas a um maior tempo de internação na UTI e a um aumento de letalidade hospitalar, independente da gravidade da doença de base. A concentração sérica do sódio é mantida por um fino controle, por meio da regulação renal do sal e da água. Pacientes com doença renal crônica (DRC) em tratamento conservador ou em terapia renal substitutiva, apresentam maior prevalência de disnatremia. Embora a hiponatremia seja mais frequente nessa população, o diagnóstico de hipo- ou hipernatremia tem sido associado a uma maior mortalidade. Não há relato claro na literatura da prevalência de disnatremias na injúria renal aguda (IRA), em especial nos casos mais graves, em que há indicação de suporte dialítico. O presente estudo teve como objetivos avaliar a prevalência da disnatremia e o seu impacto no prognóstico de pacientes gravemente enfermos com IRA e necessidade de suporte renal (SR) na UTI.Em um período de 44 meses (de dezembro de 2004 a julho 2008) foram incluídos de forma prospectiva todos os pacientes que iniciaram SR em 14 UTIs de 3 hospitais terciários do Rio de Janeiro. Dados clínicos e laboratoriais foram coletados prospectivamente e lançados em uma planilha eletrônica para posterior análise com o software R. Os desfechos de interesse foram letalidade na UTI e no hospital. As variáveis que, além do sódio, apresentavam associação com os desfechos de interesse na análise bivariada, foram selecionadas e incluídas no modelo de regressão logística múltipla.Um total de 772 pacientes foram incluídos no estudo. A mediana da idade foi de 75 [IIQ: 61-82 anos]; 81,5% (IC: 78,4%-84%) foram admitidos na UTI por complicações clínicas. A presença de pelo menos uma comorbidade (hipertensão, diabetes, doença coronariana, insuficiência cardíaca, doença pulmonar obstrutiva crônica ou cirrose) esteve presente em 84% dos pacientes. A maior parte dos pacientes (72,5%, IC: 69,2%-75,7%) apresentava o diagnóstico de sepse. Os principais fatores contribuinte para IRA foram sepse (72%) e isquemia/choque (66%). A mortalidade na UTI foi de 64,6% (IC: 61,1%-68%) e a hospitalar foi de 69,7% (IC: 66,3%-72,9%). O diagnóstico de disnatremia foi frequente, estando presente em 47,3% (IC: 43,7%-50,9%) dos pacientes. A hipernatremia foi significantemente mais frequente do que a hiponatremia (33,7% X 13,6%, p=0.001) na população estudada. Na análise multivariada, os pacientes mais idosos, a admissão clínica, o número de comorbidades e o número de disfunções orgânicas estiveram associados a uma maior letalidade hospitalar. Os paciente com hipernatremia grave (>155 mEq/l) apresentaram maior associação com o óbito na UTI e no hospital [odds ratio (OR) ajustado de 3.39 (1,48-7,8) e 2,87 (1,2-6,89), respectivamente], apesar de todos terem sido submetidos ao SR durante a internação na UTI. O estudo demonstrou que as disnatremias são altamente prevalentes em pacientes com IRA e necessidade de diálise na UTI. Diferente do que tem sido demonstrado na população de UTI e na com DRC, a hipernatremia é o distúrbio do sódio mais frequentemente observado na população estudada. A idade mais avançada, a admissão clínica, o número de comorbidades e o número de disfunções orgânicas e a hipernatremia grave estão associados a um pior desfecho na IRA com necessidade de SR na UTI.

Valores e atitudes de médicos e pacientes sobre o processo de decisão clínica: o caso da terapêutica hormonal no climatério

Situado no contexto da qualidade em saúde, este estudo versa sobre a decisão clínica e autonomia do paciente. Parte-se da premissa que, demais da competência técnica profissional e utilização de tecnologia adequada, o respeito aos direitos dos pacientes é atributo essencial à boa qualidade do atendimento médico. Tomando como exemplo a abordagem terapêutica do climatério, foi feita análise qualitativa do processo de decisão clínica, com base nas informações obtidas através de entrevistas semi-estruturadas com médico ginecologistas e com pacientes em fase de climatério. O propósito foi buscar apreender os valores dos médicos e dos pacientes e tentar compreender a lógica de seus comportamentos e atitudes, no que se refere especificamente aos papéis desempenhados por eles nesse processo. Com base nos resultados da análise, discute-se a complexidade da aplicação do princípio da autonomia na prática clínica e apresenta-se uma reflexão sobre a acreditação, como estratégia possível de contribuição a esse processo e à melhoria da qualidade do atendimento médico, por sua grande identificação como os aspectos relativos aos direitos dos pacientes, aos processos de educação permanente e à melhoria contínua da qualidade.

Infeções em Cateteres de Hemodialisados

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

The role of mitogen activated protein kinase phosphatase-1 in neurotoxic and inflammatory-induced changes in the development of midbrain dopaminergic neurons: relevance to Parkinson’s disease

Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder characterised by the loss of midbrain dopaminergic neurons from the substantia nigra pars compacta(SNpc), which results in motor, cognitive and psychiatric symptoms. Evidence supports a role for the mitogen-activated protein kinase p38 in the demise of dopaminergic neurons, while mitogen-activated protein kinase phosphatase-1 (MKP-1), which negatively regulates p38 activity, has not yet been investigated in this context. Inflammation may also be associated with the neuropathology of PD due to evidence of increased levels of proinflammatory cytokines such as interleukin-1β (IL-1β) within the SNpc. Because of the specific loss of dopaminergic neurons in a discreet region of the brain, PD is considered a suitable candidate for cell replacement therapy but challenges remain to optimise dopaminergic cell survival and morphological development. The present thesis examined the role of MKP-1 in neurotoxic and inflammatory-induced changes in the development of midbrain dopaminergic neurons. We show that MKP-1 is expressed in dopaminergic neurons cultured from embryonic day (E) 14 rat ventral mesencephalon (VM). Inhibition of dopaminergic neurite growth induced by treatment of rat VM neurons with the dopaminergic neurotoxin 6- hydroxydopamine (6-OHDA) is mediated by p38, and is concomitant with a significant and selective decrease in MKP-1 expression in these neurons. Dopaminergic neurons transfected to overexpress MKP-1 displayed a more complex morphology and contributed to neuroprotection against the effects of 6-OHDA. Therefore, MKP-1 expression can promote the growth and elaboration of dopaminergic neuronal processes and can help protect them from the neurotoxic effects of 6-OHDA. Neural precursor cells (NPCs) have emerged as promising alternative candidates to fetal VM for cell replacement strategies in PD. Here we show that phosphorylated (and thus activated) p38 and MKP-1 are expressed at basal levels in untreated E14 rat VM NPCs (nestin, DCX, GFAP and DAT-positive cells) following proliferation as well as in their differentiated progeny (DCX, DAT, GFAP and βIII-tubulin) in vitro. Challenge with 6-OHDA or IL-1β changed the expression of endogenous phospho-p38 and MKP-1 in these cells in a time-dependent manner, and so the dynamic balance in expression may mediate the detrimental effects of neurotoxicity and inflammation in proliferating and differentiating NPCs. We demonstrate that there was an up-regulation in MKP-1 mRNA expression in adult rat midbrain tissue 4 days post lesion in two rat models of PD; the 6-OHDA medial forebrain bundle (MFB) model and the four-site 6-OHDA striatal lesion model. This was concomitant with a decrease in tyrosine hydroxylase (TH) mRNA expression at 4 and 10 days post-lesion in the MFB model and 10 and 28 days post-lesion in the striatal lesion model. There was no change in mRNA expression of the pro-apoptotic gene, bax and the anti-apoptotic gene, bcl-2 in the midbrain and striatum. These data suggest that the early and transient upregulation of MKP-1 mRNA in the midbrain at 4 days post-6-OHDA administration may be indicative of an attempt by dopaminergic neurons in the midbrain to protect against the neurotoxic effects of 6-OHDA at later time points. Collectively, these findings show that MKP-1 is expressed by developing and adult dopaminergic neurons in the midbrain, and can promote their morphological development. MKP-1 also exerts neuroprotective effects against dopaminergic neurotoxins in vitro, and its expression in dopaminergic neurons can be modulated by inflammatory and neurotoxic insults both in vitro and in vivo. Thus, these data contribute to the information needed to develop therapeutic strategies for protecting midbrain dopaminergic neurons in the context of PD.

Adjunctive β2-agonist treatment reduces glycogen independently of receptor-mediated acid α-glucosidase uptake in the limb muscles of mice with Pompe disease.

Enzyme or gene replacement therapy with acid α-glucosidase (GAA) has achieved only partial efficacy in Pompe disease. We evaluated the effect of adjunctive clenbuterol treatment on cation-independent mannose-6-phosphate receptor (CI-MPR)-mediated uptake and intracellular trafficking of GAA during muscle-specific GAA expression with an adeno-associated virus (AAV) vector in GAA-knockout (KO) mice. Clenbuterol, which increases expression of CI-MPR in muscle, was administered with the AAV vector. This combination therapy increased latency during rotarod and wirehang testing at 12 wk, in comparison with vector alone. The mean urinary glucose tetrasaccharide (Glc4), a urinary biomarker, was lower in GAA-KO mice following combination therapy, compared with vector alone. Similarly, glycogen content was lower in cardiac and skeletal muscle following 12 wk of combination therapy in heart, quadriceps, diaphragm, and soleus, compared with vector alone. These data suggested that clenbuterol treatment enhanced trafficking of GAA to lysosomes, given that GAA was expressed within myofibers. The integral role of CI-MPR was demonstrated by the lack of effectiveness from clenbuterol in GAA-KO mice that lacked CI-MPR in muscle, where it failed to reverse the high glycogen content of the heart and diaphragm or impaired wirehang performance. However, the glycogen content of skeletal muscle was reduced by the addition of clenbuterol in the absence of CI-MPR, as was lysosomal vacuolation, which correlated with increased AKT signaling. In summary, β2-agonist treatment enhanced CI-MPR-mediated uptake and trafficking of GAA in mice with Pompe disease, and a similarly enhanced benefit might be expected in other lysosomal storage disorders.