Influências do envelhecimento e do ambiente sobre a progressão da encefalite experimental por arbovírus Piry em modelo murino: mudanças morfológicas microgliais e alterações comportamentais

O enriquecimento ambiental e os efeitos do envelhecimento sobre as alterações morfológicas das micróglias e no comportamento foram investigados em modelo murino de encefalite sub-letal por arbovírus. Para medir possíveis influências da idade e do ambiente sobre a progressão da encefalite, camundongos suíços albinos fêmeas de 2 meses de idade foram mantidos em Ambiente Padrão (AP) ou em Ambiente Enriquecido (AE), durante: 6 meses (Adulto - A) e 16 meses (Senil –S). Após os testes comportamentais, os camundongos A e S foram inoculados intranasalmente com igual volume de homogenado de cérebro de camundongo infectado pelo vírus Piry (Py) ou homogenado de cérebro de camundongo normal. Oito dias após a inoculação (8DPI), quando os primeiros testes comportamentais revelaram as alterações relacionadas à doença, os cérebros foram seccionados e inumomarcados seletivamente para IBA-1 e antígenos virais. Aos 20 ou 40DPI, os animais restantes foram testados comportamentalmente e processados para os mesmos marcadores e nenhum sinal neuropatológico foi detectado. Em camundongos adultos infectados o ambiente padrão (APPyA), a atividade de burrowing diminuiu e se recuperou rapidamente (8-10DPI), a atividade de campo aberto (20-40DPI), mas manteve-se inalterado em animais da mesma idade e de ambiente enriquecido (AEPyA). Em contraste animais senis tanto de ambiente enriquecido (AEPyS) quanto de ambiente empobrecido (APPyS) reduzem significativamente a atividade de burrowing em todas janelas. A encefalite causada pelo virus Piry, induziu perdas olfativas transitórias em animais APPyA e AEPyA, mas permanents em APPyS e AEPyS. A imunomarcação para os antígenos viral do Piry atingiram seu pico no parênquima do SNC aos 5 e 6DPI e desapareceu aos 8DPI. Todas as reconstruções tridimensionais das micróglias, foram realizadas aos 8DPI. Mudanças Microgliais foram significativamente mais graves em camundongos adultos do que em camundongos senis, mas os animais AE parecem recuperar a morfologia microglia homeostática mais cedo do que os animais de AP. Os efeitos benéficos do AE foram menores em camundongos envelhecidos.

Enriquecimento ambiental reduz as alterações astrocitárias e a progressão da doença prion em modelo murino: ensaios morfométricos, estereológicos e comportamentais

Já está bem estabelecido que um estilo de vida sedentário é fator de risco para uma série de doenças crônicas, dentre elas a doença de Alzheimer. A neuropatologia da doença de Alzheimer é caracterizada por depósitos amilóides, perda neuronal, gliose reativa e vacuolização da neurópila. A doença príon tem sido amplamente utilizada como modelo experimental para estudar aspectos celulares e moleculares da neurodegeneração crônica em muito semelhante àquela descrita na doença de Alzheimer. O ambiente empobrecido das gaiolas padrão de laboratório tem sido usado para mimetizar um estilo de vida sedentário enquanto que o ambiente enriquecido tem sido empregado para mimetizar um estilo de vida ativo. Para testar a hipótese de que o ambiente enriquecido pode contribuir para desacelerar o curso temporal da neurodegeneração crônica associada à doença príon em modelo murino induzimos a doença príon em vinte camundongos fêmeas da variedade suíça albina que tinham sido alojadas aos seis meses de idade em ambiente enriquecido (EE) ou em ambiente padrão (SE) durante cinco meses. Após esse peródo foram realizadas cirurgias para injeção estereotáxica intracerebral bilateral de homogendao de cérebro de camundongo normal (NBH, n=10) ou de camundongo com sinais clínicos de doença príon terminal (ME7, n=10). Os animais foram devolvidos as suas gaiolas e condições de alojamento originais formando os seguintes grupos experimentais: NBH SE=5, NBH EE=5, ME7 SE=5, ME7 EE=5. Após três semanas foi iniciado teste semanal empregando o burrowing, uma tarefa sensível ao dano hipocampal e 18 semanas após as inoculações realizou-se os testes de memória de reconhecimento de objetos. Encerrados os testes sacrificou-se os animais realizando-se o processamento histológico do tecido nervoso visando a imunomarcação astrocítica das áreas de interesse. A redução progressiva da atividade de burrowing teve início na décima terceira semana pós injeção no grupo ME7 SE e somente na décima quinta semana no grupo ME7 EE. A habilidade de reconhecer o objeto deslocado no teste de memória espacial foi comprometida no grupo ME7 SE, mas se manteve normal nos demais grupos experimentais. O teste de discriminação entre o objeto novo e o familiar não revelou alterações. As análises quantitativas sem viés dos astrócitos imunomarcados para proteína fibrilar ácida (GFAP) foram realizadas no stratum radiatum de CA3 e na camada polimórfica do giro denteado dorsal. As estimativas estereológicas do número total de astrócitos e do volume do corpo celular revelaram que em CA3 somente ocorre hipertrofia dos corpos celulares em animais dos grupos ME7 SE e ME7 EE em relação aos respectivos controles, sendo o volume médio dos corpos celulares do grupo ME7 EE menor que aquele do grupo ME7 SE. Na camada polimórfica houve significativo aumento do número de astrócitos no grupo ME7 SE em relação ao NBH SE e do grupo NBH EE em relação ao NBH SE. O volume do corpo celular também foi significativamente maior nos grupos ME7 em relação aos respectivos controles dos grupos NBH. As análises morfométricas tridimensionais revelaram importante aumento de volume e área de superfície dos segmentos das árvores astrocíticas nos grupos doentes em comparação aos controles. O enriquecimento ambiental reduziu o aumento de volume dos ramos observado no grupo ME7 e aumentou o número de intersecções dos ramos distais no grupo NBH EE em relação ao NBH SE e nos ramos proximais no grupo ME7 EE em relação ao ME7 SE. O emprego da análise de cluster e discriminante permitiu a identificação dos parâmetros morfométricos que mais contribuíram para a distinção entre os grupos. Para testar a hipótese de existirem subfamílias de astrócitos morfologicamente distintos dentro de cada grupo experimental, foi realizada análise de conglomerados que resultou na formação de duas famílias distintas no grupo NBH SE, três famílias nos grupos NBH EE e ME7 EE e quatro famílias no grupo ME7 SE. As bases celulares e moleculares que conduzem a formação de novas famílias de astrócitos e a neuroproteção associada ao ambiente enriquecido que diminui a velocidade de progressão da doença permanecem por serem investigadas.

O bem-estar animal: como avaliá-lo e promovê-lo

The traffic of wild animals can be identified as the main cause of finding captive animals in zoos and sorting centers in Brazil. The maintenance of these animals in captivity is usually justified by the prevention of total loss of individuals of that specie, if it becomes extinct in the wild, and also, the importance of these subjects in studies of basic biology of the species. Keeping animals in captivity environment brings the need to ensure the welfare of them. The high population density and limited space are some of the possible stressors that these individuals face in capivity. Even the low pressure feeding and food easily available could be stressors, since they change the budget activities typical of the specie, causing sedentary behavior and sometimes depression. The captive environment and activities related to it (handling, transport, social change and social isolation) could compromise the animal welfare. Reduction in life expectancy, impaired growth and reproduction, personal injury, illness, immunosuppression, exacerbated adrenal activity and abnormal behavior, are events often lonked to compromised welfare. Hence, assessment and promoter methods are used to provide the welfare to captive animals. The assessment can be made by hormonal and/or behavioral measures. Both are extremely important, and usually are used in combination, to provide more tangible results about the condition of the animal. The promotion of animal welfare can be accomplished through environmental enrichment, a technique which aims to provide a more complex and diverse environment, increasing the possibility of the animal express more natural behavior, or characteristic of the species. Thus, the objective of this dissertation is discuss the importance of animal welfare and the ways this can be evaluated and promoted... (Complete abstract click electronic access below)

Influência do enriquecimento ambiental nos padrões comportamentais de Galictis cuja, furão-pequeno, mantidos em cativeiro no zoológico municipal de Piracicaba, SP

Currently zoos and management centers are valuable tools in the maintenance and study of various species. Studies of behavior of captive animals contribute to the improvement of management techniques and the well - being of themselves, encouraging captive breeding and reintroduction also to the natural environment . One of the ways to increase the levels of well-being is the use of environmental enrichment techniques that provide necessary incentives for the welfare of both physical and psychological captive animal . The aim of this study was to identify the types, frequencies and intensities of behavior displayed by three individuals of the species Galictis cuja, belonging to the family Mustelidae and popularly known as lesser grisson , which are captives in municipal zoo in Piracicaba , SP . In addition to evaluating the influence of environmental enrichment techniques on these behavioral parameters. The animals had their behaviors recorded in ethograms through the focal sampling method , 40 hours per person , totaling 120 hours of observation . Were introduced four environmental enrichment techniques related to physical environment, nutrition , perception and cognitive stimulation . At the end, the results of observations before and after the introduction of enrichment techniques were compared and it was possible to observe significant changes in behavior such as run , walk and scratching . The animals were more active and spent longer visible during the day, the enrichment also increased the frequency of social behaviors and the end of the work occurred even attempted copulation , thus showing that the enrichment exerted a positive influence on the behavioral patterns of lesser grisson (Galictis cuja)

Avaliação da influência do enriquecimento ambiental nas variáveis comportamentais de saguis-de-cara-branca (Callithrix geoffroyi) em cativeiro

Six species of the genus Callithrix can be found across the Atlantic Forest extension, being the Callithrix geoffroyi, Geoffroy`s marmoset, the least studied species. The objective of this study is to investigate the behavioral aspects of the species in captivity, and how the environmental enrichment techniques influence those behaviors. To this end, we have studied three specimens of C. geoffroyi, in captivity at Municipal Zoo of Piracicaba, São Paulo. The enclosure includes a 37m2 with under masonry, concrete platforms with external deep, trunks, a floor of grass and soil, e grid in their other three sides. The sampling method was focal per time interval, with records every 30 seconds in sessions of 30 minutes, totaling 30 hours for each animal, which were distributed in a baseline phase, an environmental enrichment phase and post-enrichment phase (n = 3660 records in each phase). The twelve enrichment techniques were applied: the physical environment (branches for perches and hoses fabrics for bedding and vanishing points), cognitive (radio, mirror, puzzle food) and food (insects, flowers and eggs hidden, wrapped). Initially, to determine the period of greatest activity of marmosets, we investigated the pattern of activity for three days (9:00 am to 17:00 pm) consecutively at intervals of 15 minutes, recording the number of active and inactive individuals. The 495 records signaled greater activity in the morning, then selected period for the completion of this work. The ethogram comprised 16 behaviors. The inactivity was the predominant phase behavior baseline and post-enrichment with a significant decrease (h=8,62, p <0.01) in the enrichment phase, and a significant increase in the post enrichment (h=18,15, p <0.001). The same was seen for the use of substrate (grid and ground vs. Trunk and concrete, h=5,09, p <0.001 and h=3,98, p <0.05)... (Complete abstract click electronic access below)

Síndrome da disfunção cognitiva em cães

Cognitive dysfunction syndrome (CDS) is a progressive degenerative disorder of older dogs, characterized by a decline in cognitive function. The main clinical signs consistent with CDS are: disorientation, changes in socio-environmental interaction, sleep-wake cycle disturbance, changes in hygiene habits, urinate and/or defecate in unusual places, decreased physical activity, anxiety and eating disorders. There are no specific diagnostic tests for this condition in vivo, but alterations in neurological examination, cognitive tests and magnetic resonance imaging can be observed. The diagnosis is confirmed by histopathological examination of brain tissue. Diets rich in antioxidants, environmental enrichment with exercise and the use of selegiline and L-deprenyl have been recommended for the treatment of CDS.

Different protocols of physical exercise produce different effects on synaptic and structural proteins in motor areas of the rat brain

The plastic brain responses generated by the training with acrobatic exercise (AE) and with treadmill exercise (TE) may be different. We evaluated the protein expression of synapsin I (SYS), synaptophysin (SYP), microtubule-associated protein 2 (MAP2) and neurofilaments (NF) by immunohistochemistry and Western blotting in the motor cortex, striatum and cerebellum of rats subjected to TE and AE. Young adult male Wistar rats were divided into 3 groups: sedentary (Sed) (n=15), TE (n=20) and AE (n=20). The rats were trained 3 days/week for 4 weeks on a treadmill at 0.6 km/h, 40 min/day (TE), or moved through a circuit of obstacles 5 times/day (AE). The rats from the TE group exhibited a significant increase of SYS and SYP in the motor cortex, of NF68, SYS and SYP in the striatum, and of MAP2, NF and SYS in the cerebellum, whereas NF was decreased in the motor cortex and the molecular layer of the cerebellar cortex. On the other hand, the rats from the AE group showed a significant increase of MAP2 and SYP in the motor cortex, of all four proteins in the striatum, and of SYS in the cerebellum. In conclusion, AE induced changes in the expression of synaptic and structural proteins mainly in the motor cortex and striatum, which may underlie part of the learning of complex motor tasks. TE, on the other hand, promoted more robust changes of structural proteins in all three regions, especially in the cerebellum, which is involved in learned and automatic tasks. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Contrafreeloading in maned wolves: Implications for their management and welfare

Contrafreeloading occurs when animals spend time and effort to obtain food in the presence of freely available food. There are several interpretations for such an apparent contradiction to optimal foraging models, with an emphasis either on the need to gather and update information about the environment or on the value of performing species-typical responses. Evidence suggests that both gathering information about the environment and the expression of species-typical behaviour are important for the welfare of captive animals. The aim of the present study was to assess the existence of contrafreeloading in maned wolves (Chrysocyon brachyurus), in a situation where animals could get food directly from a "free" source and/or search and handle hidden food items, an alternative that requires more effort and is probably more similar to natural foraging conditions. Eight captive, pair-housed maned wolves were given weekly choice tests in which they could obtain food either by approaching the usual food tray in one section of the enclosure (Tray), and/or by searching for food at variable sites amongst the vegetation in the other section of the enclosure (Scattered). Results indicate that maned wolves spent more time in the Scattered than in the Tray section of the enclosure (P = 0.02) and that they obtained about half of the food from that section (48.54% +/- SE 0.69). Our results, the first to demonstrate contrafreeloading in maned wolves, have implications for the husbandry and welfare of this endangered species. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Simply a nest? Effects of different enrichments on stereotypic and anxiety-related behaviour in mice

Improving the home cages of laboratory mice by environmental enrichment has been widely used to reduce cage stereotypies and anxiety-related behaviour in behavioural tests. However, enrichment studies differ substantially in type, complexity and variation of enrichments. Therefore, it is unclear whether success depends on specific enrichment items, environmental complexity, or novelty associated with enrichment. The aim of this study was therefore to dissociate the effects of environmental complexity and novelty on stereotypy development and compare these effects with the provision of nesting material alone. Thus, 54 freshly weaned male ICR (CD-1) mice were pairwise allocated to standard laboratory cages enriched in three different ways (n = 18 per group). Treatment 1 consisted of cotton wool as nesting material. Treatments 2 and 3 were structurally more complex, including a shelter and a climbing structure as additional resources. To render complexity and novelty independent of the specific enrichment items, three shelters (cardboard house, plastic tunnel, red plastic house) and three climbing structures (ladder, rope, wooden bars) were used to create nine different combinations of enrichment. In treatment 2 (complexity), each pair of mice was assigned to a different combination that remained constant throughout 9 weeks, whereas in treatment 3 (novelty), each pair of mice was exposed to all 9 combinations in turn by changing them weekly in a pseudorandom order. After 9 weeks, stereotypic behaviour in the home cage was assessed from video recordings, and anxiety-related behaviour was assessed in two behavioural tests (elevated zero-maze, open-field). However, no significant differences in stereotypy scores and no consistent differences in anxiety-related behaviours were found between the three groups. These findings indicate that within standard laboratory cages neither complexity nor novelty of simple enrichments have additional effects on stereotypic and anxiety-related behaviour beyond those of adequate nesting material. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Bagaço de cana como enriquecimento ambiental para leitões recém desmamados

O objetivo do estudo foi avaliar o uso de bagaço de cana como enriquecimento ambiental para suínos a partir do comportamento e respostas fisiológicas do estresse causado pelo confinamento e mudança de ambiente, na fase de creche. O projeto foi conduzido no Laboratório de Biometeorologia e Etologia, da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP, e no setor da Suinocultura da Prefeitura do Campus Administrativo Fernando Costa (PUSP-FC), entre os meses de abril e junho de 2015. Foram utilizados 66 leitões (NK75 X Naïma), machos e fêmeas desmamados aos 28 dias, separados em grupos homogêneos com relação ao peso, transferidos para baias da creche e distribuídos em dois tratamentos: Tratamento Enriquecido (TE) onde as baias foram fornecidas com cama profunda de bagaço de cana, de até 15 cm de profundidade e Tratamento Não Enriquecido (TNE) as baias foram utilizadas da forma convencional, sem cobertura no piso cimentado. Foram avaliadas diferentes respostas fisiológicas, especificamente, níveis de cortisol salivar, temperatura superficial por meio de um termómetro infravermelho e temperatura ocular a través de fotos termográficas. O comportamento dos leitões foi registrado e as análises das observações das atividades foram realizadas pelo efeito dos tratamentos e a interação do tempo. Os dados de desempenho dos animais foram analisados, igualmente como o Ganho de peso diário (GPD) e a conversão alimentar (CA). Animais que receberam enriquecimento ambiental apresentaram concentrações de cortisol mais baixas (P<0,001) durante a primeira semana pós-desmama. A partir da segunda semana pós desmama até o final da fase da creche houve efeito do tratamento (P<0,05), encontrando níveis de cortisol até quatro vezes mais altos para o TNE referentes aos níveis basais, enquanto o TE continua tendo níveis mais baixos (P<0,05). Animais que receberam enriquecimento ambiental tiveram maior frequência em comportamentos exploratórios (P<0,05) e maior atividade brincando (P<0,05) durante toda a fase experimental. Leitões que foram criados em baias pobres manifestaram maior frequência em comportamentos agonísticos (P<0,05) e em repouso (P<0,05). A correlação entre a temperatura superficial do dorso e termografia ocular indicou uma associação moderada positiva (P<0,0001) com a temperatura ocular mínima (r=0,43) e máxima (r=0,41). Apesar de não existir diferença estatística para o desempenho entre tratamentos (P>0,05), o TE apresentou maior ganho de peso diário (0,47±0,015 kg.dia-1) e total (23,47±0,73 kg.dia-1). A conversão alimentar foi maior no TE (2,88±0,25), provavelmente porque os leitões precisavam de mais alimento para compensar a energia gasta pela sua atividade de fuçar e brincar. Ambientes enriquecidos durante a fase da creche melhoram o bem-estar dos animais em confinamento, diminuindo o estresse pela desmama, motivando o animal a expressar comportamentos próprios da espécie suína, tais como fuçar e explorar.

Comportamento e desempenho sexual de suínos reprodutores criados em ambientes enriquecidos

Este trabalho buscou avaliar o comportamento e o desempenho sexual de suínos machos de linhas puras e cruzadas, criados com e sem a utilização de enriquecimento ambiental, na fase de crescimento. A pesquisa foi dividida em duas etapas, que compreenderam a fase de crescimento dos animais e o treinamento para coleta de sêmen. Na fase de crescimento, 128 machos foram alojados em ambientes enriquecidos ou estéreis. Utilizou-se como enriquecimento ambiental correntes suspensas, galão de cinco litros suspenso e um galão de 50 litros solto no piso. Esses objetos foram oferecidos de forma alternada e cada um ficou disponível na baia por um período de 30 dias. Na primeira etapa foram registrados o comportamento dos animais, os escores de lesão e a massa corporal. Após a fase de crescimento, foram escolhidos aleatoriamente 32 animais aprovados na seleção genética para serem avaliados durante o treinamento para coleta de sêmen. O treinamento ocorreu durante seis dias consecutivos e cada animal foi treinado por três vezes em dias alternados. Durante o treinamento para a coleta de sêmen, o comportamento animal, as relações humano-animal, o volume do ejaculado e os níveis de testosterona e cortisol foram registrados. Como respostas na fase de crescimento, verificou-se que, mesmo utilizando uma combinação de objetos, os suínos se habituaram rapidamente a eles e a frequência de manipulação diminuiu após o primeiro período para todos os objetos. Observamos que o ambiente enriquecido foi eficaz na redução dos comportamentos agonísticos e mordedura de cauda e orelha para os animais puros e cruzados, e isso consequentemente reduziu a quantidade e severidade de lesões de pele. Na fase de treinamento para coleta de sêmen, os resultados demonstraram que o comportamento sexual dos animais foi influenciado pelas linhas genéticas, sendo assim, observou-se que os machos de linha cruzada tiveram maior facilidade durante o treinamento para coleta de sêmen e apresentaram maior média do escore de libido, diferindo das linhas puras (P<0,001). Verificou-se que não houve diferença na média do escore de libido entre os tratamentos com e sem enriquecimento ambiental (P=0,276), porém, os tratamentos com enriquecimento tiveram o menor número de animais treinados. Dessa forma, os resultados indicam que o ambiente enriquecido com uma combinação de enriquecimentos pontuais (objetos) é uma estratégia eficaz para aumentar o comportamento exploratório e reduzir os comportamentos agonísticos e anormais na fase de crescimento. Mas, por outro lado, os animais criados em ambientes enriquecidos tiveram um pior desempenho sexual durante o treinamento para coleta de sêmen.

Cuidados de enfermagem preventivos em aves, em contexto zoológico:

Tanto o enriquecimento ambiental, como o treino pelo método do condicionamento operante por reforço positivo, são bastante relevantes no desempenho bem-sucedido de medidas de saúde preventivas em animais de cativeiro. A prevenção apresenta-se como de extrema importância no bem-estar das aves em contexto zoológico. Um maneio e enriquecimento apropriados, bem como programas de treino que incluam comportamentos médicos, podem não só diminuir a ocorrência de patologias, muitas vezes antropogénicas, mas também permitir o correto diagnóstico precoce das mesmas e controlo da saúde animal. Desta forma, contribui-se para o melhoramento do dia-a-dia dos animais e consequentemente da sua vida.

On dendrites in Down syndrome and DS murine models: a spiny way to learn

Since the discovery in the 1970s that dendritic abnormalities in cortical pyramidal neurons are the most consistent pathologic correlate of mental retardation, research has focused on how dendritic alterations are related to reduced intellectual ability. Due in part to obvious ethical problems and in part to the lack of fruitful methods to study neuronal circuitry in the human cortex, there is little data about the microanatomical contribution to mental retardation. The recent identification of the genetic bases of some mental retardation associated alterations, coupled with the technology to create transgenic animal models and the introduction of powerful sophisticated tools in the field of microanatomy, has led to a growth in the studies of the alterations of pyramidal cell morphology in these disorders. Studies of individuals with Down syndrome, the most frequent genetic disorder leading to mental retardation, allow the analysis of the relationships between cognition, genotype and brain microanatomy. In Down syndrome the crucial question is to define the mechanisms by which an excess of normal gene products, in interaction with the environment, directs and constrains neural maturation, and how this abnormal development translates into cognition and behaviour. In the present article we discuss mainly Down syndrome-associated dendritic abnormalities and plasticity and the role of animal models in these studies. We believe that through the further development of such approaches, the study of the microanatomical substrates of mental retardation will contribute significantly to our understanding of the mechanisms underlying human brain disorders associated with mental retardation. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Estudo da participação do receptor P2X7 no desempenho cognitivo de roedores: abordagens farmacológicas e genéticas

A memória é um fenômeno decorrente de um conjunto de processos fisiológicos denominado plasticidade. Várias formas de plasticidade são necessárias no processo de formação da memória e também são responsáveis pelo gerenciamento do comportamento. O fenômeno eletrofisiológico chamado potencialização de longa duração (PLD), cuja ocorrência no hipocampo merece destaque, foi proposto como sendo o mecanismo de plasticidade constitutivo das bases da consolidação da memória nesta região encefálica. A importância da plasticidade na região CA1 do hipocampo se manifesta em diversas formas de aprendizado, como espacial e condicionamento clássico. Os eventos bioquímicos que culminam na plasticidade e formação da memória sofrem influência de diversos sistemas de neurotransmissores e evidências indicam também a participação do sistema purinérgico, provavelmente através dos receptores ionotrópicos P2X. Receptores purinérgicos do subtipo P2X7 (P2X7R), largamente distribuídos no sistema nervoso central (SNC), além de possuírem várias características que os distinguem de outros subtipos de receptores P2X, estão envolvidos na regulação da liberação de neurotransmissores cruciais para a promoção da PLD na região hipocampal e formação da memória. Assim, este trabalho objetivou avaliar a participação dos P2X7R em camundongos geneticamente modificados (KO), que não expressam o receptor P2X7, e ratos através da exposição destes a diferentes tarefas comportamentais, bem como avaliar o efeito do enriquecimento ambiental sobre possíveis déficits mnemônicos resultantes da supressão gênica sobre o receptor P2X7. Os resultados sugerem que os P2X7R participam tanto da memória aversiva como da memória espacial: o bloqueio farmacológico com o antagonista específico de P2X7R A-740003 em diferentes janelas temporais causou prejuízos mnemônicos em ratos submetidos à tarefa do medo condicionado contextual (MCC), enquanto a deleção do P2X7R causou déficits mnemônicos a camundongos nas tarefas do labirinto aquático de Morris e no MCC, indicando prejuízos nas memórias espacial e aversiva, respectivamente. Experimentos com enriquecimento ambiental sugerem que esta forma de estimulação contribui na reversão dos déficits mnemônicos causado pela ausência do P2X7R. Por fim, nenhuma alteração na memória de habituação foi observada em animais com deleção gênica para o P2X7R.