Citral: A monoterpene with prophylactic and therapeutic anti-nociceptive effects in experimental models of acute and chronic pain

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Effects of catecholamines on volemic replacement with saline solution and the impact on heart rate variability in rabbits subjected to hemorrhage. A study by spectral analysis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Antiulcerogenic activity and toxicity of bauhinia holophylla hydroalcoholic extract

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Role of alpha1 and alpha2-adrenoceptors of the lateral hypothalamic area on urinary excretion caused by centrally administered angiotensin II

To determine whether central α1 and α2-adrenergic mechanisms are involved in urinary sodium and potassium excretion and urine volume induced by angiotensin II (ANGII), these renal parameters were measured in volume-expanded Holtzman rats with cannulas implanted into lateral ventricle (LV) and lateral hypothalamus (LH). The injection of ANGII into LV in rats with volume expansion reduced the sodium, potassium and urine excretion in comparison to the control injections of isotonic saline, whereas prazosin (α1 antagonist) potentiated these effects. Clonidine (α2 agonist) and yohimbine (α2 antagonist) injected into LH previous to injection of ANGII into LV also abolished the inhibitory effect of ANGII. These results suggest that the discharge of central alpha-adrenergic receptors has dual inhibitory and excitatory effect on antinatriuretic, antikaliuretic and antidiuretic effect induced by central ANGII in volume-expanded rats. © 1995.

Exenatide and sitagliptin decrease interleukin 1β, matrix metalloproteinase 9, and nitric oxide synthase 2 gene expression but does not reduce alveolar bone loss in rats with periodontitis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Moxonidine into the lateral parabrachial nucleus reduces renal and hormonal responses to cell dehydration

The deactivation of the inhibitory mechanisms with injections of moxonidine (alpha(2)-adrenoceptor/imidazoline receptor agonist) into the lateral parabrachial nucleus (LPBN) increases hypertonic NaCl intake by intra- or extracellular dehydrated rats. In the present study, we investigated the changes in the urinary sodium and volume, sodium balance, and plasma vasopressin and oxytocin in rats treated with intragastric (i.g.) 2 M NaCl load (2 ml/rat) combined with injections of moxonidine into the LPBN. Male Holtzman rats (n=5-12/group) with stainless steel cannulas implanted bilaterally into LPBN were used. Bilateral injections of moxonidine (0.5 nmol/0.2 mu l) into the LPBN decreased i.g. 2 M NaCIinduced diuresis (4.6 +/- 0.7 vs. vehicle: 7.4 +/- 0.6 ml/120 min) and natriuresis (1.65 +/- 0.29 vs. vehicle: 2.53 +/- 0.17 mEq/120 min), whereas the previous injection of the alpha(2)-adrenoceptor antagonist RX 821002 (10 nmol/0.2 mu l) into the LPBN abolished the effects of moxonidline. Moxonidine injected into the LPBN reduced i.g. 2 M NaCl-induced increase in plasma oxytocin and vasopressin (14.6 +/- 2.8 and 2.2 +/- 0.3 vs. vehicle: 25.7 +/- 7 and 4.3 +/- 0.7 pg/ml, respectively). Moxonidine injected into the LPBN combined with i.g. 2 M NaCl also increased 0.3 M NaCl intake (7.5 +/- 1.7 vs. vehicle: 0.5 +/- 0.2 mEq/2 h) and produced positive sodium balance (2.3 +/- 1.4 vs. vehicle: -1.2 +/- 0.4 mEq/2 h) in rats that had access to water and NaCl. The present results show that LPBN alpha(2)-adrenoceptor activation reduces renal and hormonal responses to intracellular dehydration and increases sodium and water intake, which facilitates sodium retention and body fluid volume expansion. (C) 2012 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

A transcriptional study in mice with different ethanol-drinking profiles: Possible involvement of the GABA(B) receptor

Previous studies have suggested that gamma-aminobutyric acid-B (GABA(B)) receptor agonists effectively reduce ethanol intake. The quantification using real-time polymerase chain reaction of Gabbr1 and Gabbr2 mRNA from the prefrontal cortex, hypothalamus, hippocampus, and striatum in mice exposed to an animal model of the addiction developed in our laboratory was performed to evaluate the involvement of the GABAB receptor in ethanol consumption. We used outbred, Swiss mice exposed to a three-bottle free-choice model (water, 5% v/v ethanol, and 10% v/v ethanol) that consisted of four phases: acquisition (AC), withdrawal (W), reexposure (RE), and quinine-adulteration (AD). Based on individual ethanol intake, the mice were classified into three groups: "addicted" (A group; preference for ethanol and persistent consumption during all phases), "heavy" (H group; preference for ethanol and a reduction in ethanol intake in the AD phase compared to AC phase), and "light" (L group; preference for water during all phases). In the prefrontal cortex in the A group, we found high Gabbr1 and Gabbr2 transcription levels, with significantly higher Gabbr1 transcription levels compared with the C (ethanol-naive control mice). L, and H groups. In the hippocampus in the A group, Gabbr2 mRNA levels were significantly lower compared with the C, L, and H groups. In the striatum, we found a significant increase in Gabbr1 transcription levels compared with the C, L, and H groups. No differences in Gabbr1 or Gabbr2 transcription levels were observed in the hypothalamus among groups. In summary, Gabbr1 and Gabbr2 transcription levels were altered in cerebral areas related to drug taking only in mice behaviorally classified as "addicted" drinkers, suggesting that these genes may contribute to high and persistent ethanol consumption. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Anti-IL-2 Treatment Impairs the Expansion of T-reg Cell Population during Acute Malaria and Enhances the Th1 Cell Response at the Chronic Disease

Plasmodium chabaudi infection induces a rapid and intense splenic CD4(+) T cell response that contributes to both disease pathogenesis and the control of acute parasitemia. The subsequent development of clinical immunity to disease occurs concomitantly with the persistence of low levels of chronic parasitemia. The suppressive activity of regulatory T (T-reg) cells has been implicated in both development of clinical immunity and parasite persistence. To evaluate whether IL-2 is required to induce and to sustain the suppressive activity of T-reg cells in malaria, we examined in detail the effects of anti-IL-2 treatment with JES6-1 monoclonal antibody (mAb) on the splenic CD4(+) T cell response during acute and chronic P. chabaudi AS infection in C57BL/6 mice. JES6-1 treatment on days 0, 2 and 4 of infection partially inhibits the expansion of the CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) cell population during acute malaria. Despite the concomitant secretion of IL-2 and expression of high affinity IL-2 receptor by large CD4(+) T cells, JES6-1 treatment does not impair effector CD4+ T cell activation and IFN-gamma production. However, at the chronic phase of the disease, an enhancement of cellular and humoral responses occurs in JES6-1-treated mice, with increased production of TNF-alpha and parasite-specific IgG2a antibodies. Furthermore, JES6-1 mAb completely blocked the in vitro proliferation of CD4(+) T cells from non-treated chronic mice, while it further increased the response of CD4(+) T cells from JES6-1-treated chronic mice. We conclude that JES6-1 treatment impairs the expansion of T-reg cell population during early P. chabaudi malaria and enhances the Th1 cell response in the late phase of the disease.

Regulation der Sphingosinkinase 1 und 2 und der neutralen Ceramidase in renalen Mesangiumzellen der Ratte

In den letzten Jahren gewann die Erforschung des Sphingolipidstoffwechsels in den verschiedensten Zellsystemen immer mehr an Bedeutung, da es sich zeigte, dass einige Sphingolipidspezies, vor allem Ceramid und Sphingosin-1-Phosphat, als wichtige intra- und extrazelluläre Botenstoffe wirken und bei einer Vielzahl unterschiedlicher zellulärer Antworten, wie Apoptose, Proliferation und Migration, eine wichtige Rolle spielen. Während Ceramid eher pro-apoptotisch und wachstumshemmend wirkt, begünstigt Sphingosin-1-Phosphat als „Gegenspieler“ eher die Proliferation und das Zellwachstum. Ceramid kann relativ schnell in Sphingosin-1-Phosphat umgewandelt werden durch die Wirkung zweier Enzymklassen, den Ceramidasen und den Sphingosinkinasen. Konsequenterweise ist die Regulation dieser Enzyme von entscheidender Bedeutung für das zelluläre Gleichgewicht zwischen Ceramid und Sphingosin-1-Phosphat. Im Rahmen dieser Dissertation wurde die Wirkung von extrazellulären Nukleotiden, die ebenfalls als Regulatoren zahlreicher zellulärer Antworten, wie z.B. Proliferation und Migration, bekannt sind und über entsprechende Oberflächenrezeptoren, die Purinrezeptoren, wirken, auf die Aktivität besonders der Sphingosinkinasen 1 und 2 näher untersucht. Es sollte geklärt werden, ob die Sphingosinkinasen an einigen durch extrazelluläre Nukleotide induzierbaren zellulären Antworten, in diesem Falle der Migration und der Proliferation von Zellen, beteiligt sind. Als Zellsystem wurden Nierenmesangiumzellen verwendet, da diese Zellen bei verschiedenen entzündlichen Nierenerkrankungen (Glomerulonephritiden) eine wichtige Rolle spielen. Es konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass extrazelluläre Nukleotide die Aktivität der Sphingosinkinase 1 in den Mesangiumzellen stimulieren können. Zu beobachten ist dabei eine biphasische Aktivitätssteigerung der Sphingosinkinase 1. Die erste Aktivitätssteigerung nach einer Kurzzeitstimulation ist dabei auf eine Phosphorylierung des Enzyms zurückzuführen, während die zweite Aktivitätssteigerung mit einer Aktivierung des Sphingosinkinase 1-Promotors, einer verstärkten mRNA-Expression und einer de novo Proteinsynthese zu erklären ist. Diese Induktion kann durch die Verwendung von Hemmstoffen des PKC- und MAPK-Signalweges, sowie durch Verwendung eines Transkriptions- (Actinomycin D) oder eines Translationsinhibitors (Cycloheximid) blockiert werden. Die Halbwertszeit der mRNA der Sphingosinkinase 1 in den Mesangiumzellen konnte auf ca. 20 Minuten bestimmt werden. Im Gegensatz dazu ist die Sphingosinkinase 2 nicht durch ATP aktivierbar, wohl aber durch diverse Abbauprodukte von ATP, wie AMP und Adenosin, sowie durch UTP und seine Abbauprodukten UDP und UMP. Die neutrale Ceramidase kann nicht durch ATP und UTP aktiviert werden, wohl aber durch P2X7-Rezeptoragonisten (Bz-ATP, αβ-Me-ATP, γS-ATP) und TPA. In einem zweiten Schritt wurde die Rolle der Sphingosinkinasen und der neutralen Ceramidase bei der durch extrazelluläre Nukleotide induzierten Migration und Proliferation untersucht. Es zeigte sich mit Hilfe von genspezifischer siRNA zur Depletion der Sphingosinkinasen und der neutralen Ceramidase, sowie durch Verwendung von Kinase-Hemmstoffen und damit einhergehend der Inhibierung der Signalwege und mit Hilfe von verschiedenen Zelllinien isoliert aus Wildtyp-, SPHK 1-überexprimierenden und mSPHK1-defizienten Mäusen, dass die Aktivierung der Sphingosinkinase 1 durch extrazelluläre Nukleotide von entscheidender Bedeutung für die Migrationsfähigkeit der Zellen ist, jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Proliferationsrate der Mesangiumzellen hat. Auch die Aktivität der neutralen Ceramidase ist von entscheidender Bedeutung für die Migrationsfähigkeit der Zellen. Durch Depletion der neutralen Ceramidase scheint Ceramid in den Zellen zu akkumulieren, was die Proliferationsrate reduziert. Für die Proliferation der Mesangiumzellen könnte die Sphingosinkinase 2 als negativer Regulator fungieren, wie die Experimente mit der genspezifischen siRNA unter UTP-Stimulation gezeigt haben. Für die Migration der Mesangiumzellen gilt darüber hinaus, dass auch das Produkt der Sphingosinkinase 1, Sphingosin-1-Phosphat, in der Lage ist, die Migration zu stimulieren. Im Gegensatz dazu spielt Sphingosin-1-Phosphat für die Induktion der Proliferation der hier verwendeten Zellen keine wesentliche Rolle. Zusammenfassend zeigen die Daten, dass die Sphingosinkinase 1 und vorgeschaltet auch die neutrale Ceramidase bei der Migration von Mesangiumzellen eine zentrale Rolle spielen und damit als therapeutische Angriffspunkte bei der Behandlung von Krankheiten, die durch eine vermehrte Migration gekennzeichnet sind, in Frage kommen.

Die Rolle des IL-2-Signalweges in einem murinen Adenokarzinom-Modell

Die Ursachen für die Entstehung von Lungentumoren sind vielseitig. Aus geschädigtem Drüsengewebe der Lunge kann sich die Tumorart des Adenokarzinoms entwickeln, welches zu den malignen Krebserkrankungen gehört und somit nach Etablierung eines Primärtumors metastasieren kann. Es wurde vielfach gezeigt, daß das Immunsystem bei der Bekämpfung eines mutierten Gewebes im fortschreitenden Verlauf des Tumorwachstums an Effektivität verliert. Die dahinter stehenden Mechanismen sind noch nicht ganz verstanden. Eine mögliche Ursache könnte eine fehlerhafte Regulation der Immunabwehr sein. Das Zytokin, welches bei dieser Regulation eine wichtige Rolle spielt, ist das Interleukin-2 (IL-2). Dieses aktiviert immunkompetente Zellen und gewährleistet deren Fortbestand während der Immunreaktion. In der vorliegenden Arbeit ist in einem murinen Modell von Bronchioadenokarzinom die Regulation von CD4+ T-Zellen durch IL-2 untersucht worden, beziehungsweise inwieweit eine Einflußnahme auf diese Regulation zur Verbesserung der Tumorabwehr beitragen kann. Die alpha-Kette des IL-2 Rezeptorkomplexes (CD25) ist neben dem Transkriptionsfaktor Foxp3 ein gängiger Marker für die Population der so genannten regulatorischen T-Zellen. Regulatorische T-Zellen treten im Tumorgewebe in erhöhtem Maße auf und inhibieren die gegen den Tumor gerichtete Effektorfunktion anderer Immunzellen. Durch intranasale Applikation eines anti-CD25 Antikörpers sollte, im speziellen bei den regulatorischen T-Zellen, das CD25 Molekül blockiert werden, um auf diese Weise die hochaffine Signalgebung zu unterbinden und die regulatorischen T-Zellen intratumoral zu depletieren. Es konnte gezeigt werden, daß die Blockade des IL-2 Rezeptors nicht zur Reduktion des Tumorwachstums beitrug. Trotz Applikation des Antikörpers waren die regulatorischen T-Zellen signifikant erhöht. Lediglich die Produktion des Zytokins Tumornekrosisfaktor-alpha (TNF-alpha) wurde durch die Zugabe des Antikörpers gesteigert, was aber keine Verbesserung der Tumorabwehr bewirkte. Als Alternative zur Blockade des IL-2 Rezeptors wurden verschiedene Dosen von rekombinantem IL-2 ebenfalls intranasal appliziert, um die T-Zell Populationen zusätzlich zu stimulieren. In diesem Fall war bei hohen Dosierungen eine Regression des Tumors zu erreichen. Die Regression ist auf eine erhöhte, durch das IL-2 aktivierte Produktion des Zytokins Interferon-gamma (IFN-gamma) zurückzuführen. Jedoch wurde sowohl bei der Blockade des IL-2 Rezeptors, als auch bei der Stimulation durch IL-2 ersichtlich, daß im Zusammenhang mit Adenokarzinom dem Zytokin TNF-alpha eine besondere Position zugedacht werden muß. Es ist bekannt, daß TNF-alpha in verschiedenen experimentellen Tumor-Modellen unterschiedliche Funktionen besitzt. Die Deletion des TNFs, hier dargestellt mittels TNF-knockout Mäusen, hatte eine kurative Wirkung. Die TNF-knockout Mäuse wiesen fast kein Tumorwachstum auf, die CD4+ T-Zellen aus den knockout Mäusen zeigten eine im Vergleich zum Wildtyp mehrfach höhere Produktion von IFN-gamma, bei gleichzeitiger Reduktion der regulatorischen T-Zellen. Es kann vermutet werden, daß TNF-alpha in dem verwendeten Adenokarzinom-Modell eine tumorunterstützende Wirkung hat. Dahingehend wäre die Neutralisierung der TNF-Signalgebung bei zusätzlicher Stimulation mit IL-2 als wirksamer Therapieansatz in Betracht zu ziehen.

Glucagon-like peptide-1 versus somatostatin receptor targeting reveals 2 distinct forms of malignant insulinomas

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) receptor imaging is superior to somatostatin receptor subtype 2 (sst(2)) imaging in localizing benign insulinomas. Here, the role of GLP-1 and sst(2) receptor imaging in the management of malignant insulinoma patients was investigated.

Replacement of histidine in position 105 in the alpha(5) subunit by cysteine stimulates zolpidem sensitivity of alpha(5)beta(2)gamma(2) GABA(A) receptors

Zolpidem is a positive allosteric modulator of GABA(A) receptors with sensitivity to subunit composition. While it acts with high affinity and efficacy at GABA(A) receptors containing the alpha(1) subunit, it has a lower affinity to GABA(A) receptors containing alpha(2), alpha(3), or alpha(5) subunits and has a very weak efficacy at receptors containing the alpha(5) subunit. Here, we show that replacing histidine in position 105 in the alpha(5) subunit by cysteine strongly stimulates the effect of zolpidem in receptors containing the alpha(5) subunit. The side chain volume of the amino acid residue in this position does not correlate with the modulation by zolpidem. Interestingly, serine is not able to promote the potentiation by zolpidem. The homologous residues to alpha(5)H105 in alpha(1), alpha(2), and alpha(3) are well-known determinants of the action of classical benzodiazepines. Other studies have shown that replacement of these histidines alpha(1)H101, alpha(2)H101, and alpha(3)H126 by arginine, as naturally present in alpha(4) and alpha(6), leads to benzodiazepine insensitivity of these receptors. Thus, the nature of the amino acid residue in this position is not only crucial for the action of classical benzodiazepines but in alpha(5) containing receptors also for the action of zolpidem.

Covalent modification of GABAA receptor isoforms by a diazepam analogue provides evidence for a novel benzodiazepine binding site that prevents modulation by these drugs

Classical benzodiazepines, for example diazepam, interact with alpha(x)beta(2)gamma(2) GABA(A) receptors, x = 1, 2, 3, 5. Little is known about effects of alpha subunits on the structure of the binding pocket. We studied here the interaction of the covalently reacting diazepam analog 7-Isothiocyanato-5-phenyl-1,3-dihydro-2H-1,4-benzodiazepin-2-one (NCS compound) with alpha(1)H101Cbeta(2)gamma(2) and with receptors containing the homologous mutation, alpha(2)H101Cbeta(2)gamma(2), alpha(3)H126Cbeta(2)gamma(2) and alpha(5)H105Cbeta(2)gamma(2). This comparison was extended to alpha(6)R100Cbeta(2)gamma(2) receptors as this mutation conveys to these receptors high affinity towards classical benzodiazepines. The interaction was studied at the ligand binding level and at the functional level using electrophysiological techniques. Results indicate that the geometry of alpha(6)R100Cbeta(2)gamma(2) enables best interaction with NCS compound, followed by alpha(3)H126Cbeta(2)gamma(2), alpha(1)H101Cbeta(2)gamma(2) and alpha(2)H101Cbeta(2)gamma(2), while alpha(5)H105Cbeta(2)gamma(2) receptors show little interaction. Our results allow conclusions about the relative apposition of alpha(1)H101 and homologous positions in alpha(2), alpha(3), alpha(5) and alpha(6) with the position occupied by -Cl in diazepam. During this study we found evidence for the presence of a novel site for benzodiazepines that prevents modulation of GABA(A) receptors via the classical benzodiazepine site. The novel site potentially contributes to the high degree of safety to some of these drugs. Our results indicate that this site may be located at the alpha/beta subunit interface pseudo-symmetrically to the site for classical benzodiazepines located at the alpha/gamma interface.

Synthesis and in vitro characterization of radioiodinatable benzodiazepines selective for type 1 and type 2 cholecystokinin receptors

Radiolabeled antagonists of specific peptide receptors identify a higher number of receptor binding sites than agonists and may thus be preferable for in vivo tumor targeting. In this study, two novel radioiodinated 1,4-benzodiazepines, (S)-1-(3-iodophenyl)-3-(1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)urea (9) and (R)-1-(3-iodophenyl)-3-(1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)urea (7), were developed. They were characterized in vitro as high affinity selective antagonists at cholecystokinin types 1 and 2 (CCK(1) and CCK(2)) receptors using receptor binding, calcium mobilization, and internalization studies. Their binding to human tumor tissues was assessed with in vitro receptor autoradiography and compared with an established peptidic CCK agonist radioligand. The (125)I-labeled CCK(1) receptor-selective compound 9 often revealed a substantially higher amount of CCK(1) receptor binding sites in tumors than the agonist (125)I-CCK. Conversely, the radioiodinated CCK(2) receptor-selective compound 7 showed generally weaker tumor binding than (125)I-CCK. In conclusion, compound 9 is an excellent radioiodinated nonpeptidic antagonist ligand for direct and selective labeling of CCK(1) receptors in vitro. Moreover, it represents a suitable candidate to test antagonist binding to CCK(1) receptor-expressing tumors in vivo.

Discovery of novel CB2 receptor ligands by a pharmacophore-based virtual screening workflow

Cannabinoid receptor 2 (CB(2) receptor) ligands are potential candidates for the therapy of chronic pain, inflammatory disorders, atherosclerosis, and osteoporosis. We describe the development of pharmacophore models for CB(2) receptor ligands, as well as a pharmacophore-based virtual screening workflow, which resulted in 14 hits for experimental follow-up. Seven compounds were identified with K(i) values below 25 microM. The CB(2) receptor-selective pyridine tetrahydrocannabinol analogue 8 (K(i) = 1.78 microM) was identified as a CB(2) partial agonist. Acetamides 12 (K(i) = 1.35 microM) and 18 (K(i) = 2.1 microM) represent new scaffolds for CB(2) receptor-selective antagonists and inverse agonists, respectively. Overall, our pharmacophore-based workflow yielded three novel scaffolds for the chemical development of CB(2) receptor ligands.