Density, proportion, and dendritic coverage of retinal ganglion cells of the common marmoset (Callithrix jacchus jacchus)

We performed a quantitative analysis of M and P cell mosaics of the common-marmoset retina. Ganglion cells were labeled retrogradely from optic nerve deposits of Biocytin. The labeling was visualized using horseradish peroxidase (HRP) histochemistry and 3-3'diaminobenzidine as chromogen. M and P cells were morphologically similar to those found in Old- and New-World primates. Measurements were performed on well-stained cells from 4 retinas of different animals. We analyzed separate mosaics for inner and outer M and P cells at increasing distances from the fovea (2.5-9 mm of eccentricity) to estimate cell density, proportion, and dendritic coverage. M cell density decreased towards the retinal periphery in all quadrants. M cell density was higher in the nasal quadrant than in other retinal regions at similar eccentricities, reaching about 740 cells/mm2 at 2.5 mm of temporal eccentricity, and representing 8-14% of all ganglion cells. P cell density increased from peripheral to more central regions, reaching about 5540 cells/mm2 at 2.5 mm of temporal eccentricity. P cells represented a smaller proportion of all ganglion cells in the nasal quadrant than in other quadrants, and their numbers increased towards central retinal regions. The M cell coverage factor ranged from 5 to 12 and the P cell coverage factor ranged from 1 to 3 in the nasal quadrant and from 5 to 12 in the other quadrants. These results show that central and peripheral retinal regions differ in terms of cell class proportions and dendritic coverage, and their properties do not result from simply scaling down cell density. Therefore, differences in functional properties between central and peripheral vision should take these distinct regional retinal characteristics into account.

Análise de células-tronco adultas (CTA) em cultura de células de tecido epitelial de pequenos roedores (rodentia-stricognathi- sciurognathi)

As células-tronco adultas (CTA) são células multipotentes e não especializadas encontradas na medula óssea, no sangue periférico, na córnea, na retina, no cérebro, no músculo esquelético, na polpa dental, no fígado, no pâncreas, no epitélio da pele, no sistema digestivo, no cordão umbilical e na placenta. Estas células podem se renovar e reproduzir indefinidamente e, sob certos estímulos, se transformar em células especializadas de diferentes tecidos ou órgãos. O presente trabalho tem como objetivo a obtenção de CTA a partir de tecido epitelial de roedores silvestres de espécies diferentes (Oecomys concolor - um exemplar fêmea, Proechimys roberti - dois exemplares machos, Hylaeamys megacephalus - dois exemplares machos). A metodologia para isolamento e cultivo in vitro de amostras do tecido epitelial foi estabelecida, a partir de protocolos já descritos, avaliando aspectos morfológicos, estabilidade genômica, contagem e análise da viabilidade celular, potencial clonogênico e indução de diferenciação em osteócitos, condrócitos e adipócitos. Todas essas análises foram feitas pós-criopreservação das culturas. As CTA foram caracterizadas como população homogênea de células que proliferam in vitro, como células aderentes à superfície do plástico, tendo morfologia semelhante a fibroblastos e formato fusiforme, com alta taxa de crescimento e proliferação celular por várias passagens sucessivas, onde a autorrenovação celular foi avaliada por ensaios clonogênicos. Na análise para examinar a estabilidade genômica na P3, todas as amostras apresentaram cariótipo com número diplóide normal e estável. A metodologia empregada nos ensaios para diferenciação das CTA em linhagens osteogênica, condrogênica e adipogênica, apresentou resultados satisfatórios, onde as células mostraram a marcação desejada através das colorações Alizarin Red S, Alcian Blue e Oil Red O, respectivamente. Todas as amostras testadas apresentam capacidade de proliferação e diversidade de diferenciação, sendo potencialmente fornecedores de CTA provenientes da pele e podendo ser utilizados como organismos modelos de estudos em CT.

Avaliação eletrorretinográfica de ratos wistar jovens submetidos à tireoidectomia bilateral

A tireoide sintetiza a tiroxina (T4) e a 3,5,3’-triiodotironina (T3), ambos hormônios apresentam uma função crucial no desenvolvimento do sistema nervoso central, incluindo o sistema visual e a retina. A diminuição dos níveis sanguíneos do T3 e T4 ocasionam uma síndrome denominada de hipotireoidismo, o que pode levar à prejuízos visuais. Os déficits visuais gerados pelo hipotireoidismo estão diretamente relacionados ao período de desenvolvimento do indivíduo. Foi demonstrado em modelos murinos que o hipotireoidismo congênito diminui a espessura da retina, o número de células, e interfere na diferenciação da subpopulação de cones M. Desta forma buscaremos investigar possíveis alterações funcionais na retina de ratos wistar jovens após a tireoidectomia bilateral, utilizando respostas eletrofisiológicas não invasivas. Para tanto, dividimos os ratos em três grupos (controle, sham e tireoidectomizado) cada um contendo ≥ 8 animais. As cirurgias foram realizadas 30 dias pós-natal. Os eletrorretinogramas de campo total foram realizados 10, 15, 20, 25 e 30 dias após a cirurgia, utilizando protocolos para avaliar a resposta escotópica máxima, resposta fotópica (com e sem o uso de filtros de luz) e a resposta ao flicker (12, 15, 18 e 30 Hz). Os parâmetros analisados foram o tempo implícito e a amplitude das ondas a e b. Além disso, realizamos o monitoramento dos parâmetros clínicos dos animais, visando identificar características que indiquem um quadro de hipotireoidismo, bem como a dosagem dos hormônios tireoidianos. Os resultados obtidos demonstraram que em todos dos protocolos de estimulação utilizados no ERG houve diminuição nas amplitudes das ondas a e b nos animais tireoidectomizados em todos os dias avaliados após a cirurgia, quando comparados com animais do grupo controle e sham. Os resultados da avaliação do tempo implícito para ambas as ondas não demonstraram diferença estatística quando comparamos os diversos grupos ao controle. Também podemos constatar uma redução do ganho de peso e tamanho nos animais que sofreram tireoidectomia, associados à redução dos níveis de hormônio tireoidiano (T3). Concluímos dessa forma que os hormônios tireoidianos estão diretamente ligados a alterações funcionais na retina dos animais que sofreram tireoidectomia, bem com, na redução da aquisição de peso e aumento de tamanho.

Distribuição das enzimas NADPH-Diaforase e Tirosina Hidroxilase na substância negra de camundongos infectados pelo Toxoplasma gondii

O Toxoplasma gondii é um protozoário parasita intracelular obrigatório de prevalência mundial e importante causador de doenças em humanos e animais domésticos. No Brasil, até 80% da população pode estar infectada, dependendo da região. Os pacientes infectados agudamente geralmente apresentam infecção assintomática com posterior desenvolvimento de cistos teciduais, que são mais comumente encontrados nos músculos estriados, retina e cérebro. A infecção latente pode alterar o comportamento dos animais hospedeiros e provocar sintomas psicóticos em humanos. Estudos sugerem que esta infecção pode contribuir para a ocorrência de desordens neurológicas e psiquiátricas, como por exemplo, a doença de Parkinson e esquizofrenia, que são associadas com anormalidades do sistema dopaminérgico. Neste estudo, avaliou-se a imunoreatividade contra a enzima tirosina hidroxilase (TH) e a atividade da NADPH-diaforase na substância negra do cérebro de camundongos infectados. Camundongos machos da linhagem Swiss Webster (Mus musculus) receberam por gavagem 10 cistos contendo bradizoítos da cepa Me-49 do Toxoplasma gondii. Os cérebros destes camundongos foram removidos após eutanásia por decapitação após os períodos de 30 e 60 dias de inoculação. A análise das secções mostrou uma reduzida marcação histoquímica para NADPHdiaforase na substância negra dos animais infectados quando comparados com os animais controle. Esta redução foi observada também na imunoreatividade contra a enzima TH na substância negra. Estes resultados indicam que a presença do T. gondii modifica o metabolismo na região da substância negra, modulando os níveis de óxido nítrico (NO) e dopamina, o que pode ser responsável pelas alterações comportamentais presentes nos hospedeiros intermediários infectados.

Influence of melatonin on the development of functional nicotinic acetylcholine receptors in cultured chick retinal cells

The influence of melatonin on the developmental pattern of functional nicotinic acetylcholine receptors was investigated in embryonic 8-day-old chick retinal cells in culture. The functional response to acetylcholine was measured in cultured retina cells by microphysiometry. The maximal functional response to acetylcholine increased 2.7 times between the 4th and 5th day in vitro (DIV4, DIV5), while the Bmax value for 125I-a-bungarotoxin was reduced. Despite the presence of a8-like immunoreactivity at DIV4, functional responses mediated by a-bungarotoxin-sensitive nicotinic acetylcholine receptors were observed only at DIV5. Mecamylamine (100 µM) was essentially without effect at DIV4 and DIV5, while dihydro-ß-erythroidine (10-100 µM) blocked the response to acetylcholine (3.0 nM-2.0 µM) only at DIV4, with no effect at DIV5. Inhibition of melatonin receptors with the antagonist luzindole, or melatonin synthesis by stimulation of D4 dopamine receptors blocked the appearance of the a-bungarotoxin-sensitive response at DIV5. Therefore, a-bungarotoxin-sensitive receptors were expressed in retinal cells as early as at DIV4, but they reacted to acetylcholine only after DIV5. The development of an a-bungarotoxin-sensitive response is dependent on the production of melatonin by the retinal culture. Melatonin, which is produced in a tonic manner by this culture, and is a key hormone in the temporal organization of vertebrates, also potentiates responses mediated by a-bungarotoxin-sensitive receptors in rat vas deferens and cerebellum. This common pattern of action on different cell models that express a-bungarotoxin-sensitive receptors probably reflects a more general mechanism of regulation of these receptors.

Investigação de danos visuais em pacientes diagnosticados com meningite criptocócica não associada à imunossupressão

A meningite criptocócica é uma severa doença infecciosa causada pelo Cryptococcus spp. que apresenta alta letalidade e deixa nos sobreviventes uma série de sequelas sensoriais, entre as quais estão as alterações visuais. O objetivo deste estudo foi descrever as perdas visuais sofridas por pacientes, sem história de imunossupressão, diagnosticados com meningite criptocócica, de forma a indicar um possível mecanismo e fatores de risco para essas sequelas visuais. O trabalho foi composto de um estudo de série de casos de pacientes com meningite criptocócica sem história de imunossupressão (n = 7 pacientes, n = 14 olhos) e um estudo transversal analítico de todos os casos de meningite criptocócica sem história de imunossupressão notificados em 14 anos num hospital de referência do Pará (n = 113 casos). No estudo de série de casos, as funções visuais de uma amostra de pacientes foi cuidadosamente analisada por meio de avaliação oftalmológica, testes psicofísicos e eletrofisiológicos. No estudo transversal analítico, foi realizada análise de dados de prontuário com enfoque nas alterações visuais. Observou-se que os pacientes estudados na série de casos apresentaram grave diminuição da acuidade visual e mesmo em pacientes sem queixa visual houve alteração na percepção de cor, na percepção de contraste de luminância em diferentes frequências espaciais e no campo visual. Os testes indicam comprometimento da retina central como principal desencadeadora de uma cascata de alterações que impedem o normal processamento da imagem no córtex visual. Sugere-se que lesões do nervo óptico não foram as únicas responsáveis pelas alterações visuais observadas. Os principais fatores de risco para as alterações visuais observados pelo estudo transversal analítico foram o tempo de doença antes do início do tratamento e a resposta imunológica do paciente.

Dendritic thickness: a morphometric parameter to classify mouse retinal ganglion cells

To study the dendritic morphology of retinal ganglion cells in wild-type mice we intracellularly injected these cells with Lucifer yellow in an in vitro preparation of the retina. Subsequently, quantified values of dendritic thickness, number of branching points and level of stratification of 73 Lucifer yellow-filled ganglion cells were analyzed by statistical methods, resulting in a classification into 9 groups. The variables dendritic thickness, number of branching points per cell and level of stratification were independent of each other. Number of branching points and level of stratification were independent of eccentricity, whereas dendritic thickness was positively dependent (r = 0.37) on it. The frequency distribution of dendritic thickness tended to be multimodal, indicating the presence of at least two cell populations composed of neurons with dendritic diameters either smaller or larger than 1.8 µm ("thin" or "thick" dendrites, respectively). Three cells (4.5%) were bistratified, having thick dendrites, and the others (95.5%) were monostratified. Using k-means cluster analysis, monostratified cells with either thin or thick dendrites were further subdivided according to level of stratification and number of branching points: cells with thin dendrites were divided into 2 groups with outer stratification (0-40%) and 2 groups with inner (50-100%) stratification, whereas cells with thick dendrites were divided into one group with outer and 3 groups with inner stratification. We postulate, that one group of cells with thin dendrites resembles cat ß-cells, whereas one group of cells with thick dendrites includes cells that resemble cat a-cells.

Division of labor between M and P visual pathways: different visual pathways minimize joint entropy differently

Visual perception and action are strongly linked with parallel processing channels connecting the retina, the lateral geniculate nucleus, and the input layers of the primary visual cortex. Achromatic vision is provided by at least two of such channels formed by the M and P neurons. These cell pathways are similarly organized in primates having different lifestyles, including species that are diurnal, nocturnal, and which exhibit a variety of color vision phenotypes. We describe the M and P cell properties by 3D Gábor functions and their 3D Fourier transform. The M and P cells occupy different loci in the Gábor information diagram or Fourier Space. This separation allows the M and P pathways to transmit visual signals with distinct 6D joint entropy for space, spatial frequency, time, and temporal frequency. By combining the M and P impacts on the cortical neurons beyond V1 input layers, the cortical pathways are able to process aspects of visual stimuli with a better precision than it would be possible using the M or P pathway alone. This performance fulfils the requirements of different behavioral tasks.

A visão através dos contrastes

O primeiro estágio de processamento da informação do estímulo visual consiste na contagem de fótons pelas células fotorreceptoras. Nos estágios pós-receptorais a informação de intensidade absoluta do estímulo é transformada em comparações de informações provindas de áreas adjacentes da retina e momentos sucessivos. Essa métrica implementada pelo sistema visual para quantificar o estímulo é chamada de contraste - contraste espacial ou simultâneo e contraste temporal ou sucessivo. A presença de contraste é essencial para a geração de percepção visual consciente no domínio do espaço e do tempo e em três dimensões ortogonais de cores - branca e preta; azul e amarela; verde e vermelha. Uma curva em forma de sinodelimita os limiares de detecção de contraste em função da frequência especial ou temporal do estímulo. Ela é chamada função de sensibilidade ao contraste e é afetada por uma série de fatores ópticos e neurais. Neurônios de diferentes classes contribuem para regiões diferentes da função de sensibilidade ao contraste e suas atividades representam as ações de vias de processamento visual que se estendem da retina ao córtex visual. Investigações básicas e clínicas têm dado suporte à importância do estudo da sensibilidade ao contraste espacial de luminância (branco e preta) como uma ferramenta indicadora da função visual em sujeitos normais e afetados por disfunções neuro-oftalmológicas.

Lateral interactions in visual perception of temporal signals: cortical and subcortical components

The aim of this work was to isolate and investigate subcortical and cortical lateral interactions involved in flicker perception. We quantified the perceived flicker strength (PFS) in the center of a test stimulus which was simultaneously modulated with a surround stimulus (50% Michelson contrast in both stimuli). Subjects were requested to adjust the modulation depth of a separate matching stimulus that was physically identical to the center of the test stimulus but without the surround. Using LCD goggles, synchronized to the frame rate of a CRT screen, the center and surround could be presented monoptically or dichoptically. In the monoptic condition, center-surround interactions can have both subcortical and cortical origins. In the dichoptic condition, center-surround interactions cannot occur in the retina and the LGN, therefore isolating a cortical mechanism. Results revealed both a strong monoptic (subcortical plus cortical) lateral interaction and a weaker dichoptic (cortical) lateral interaction. Subtraction of the dichoptic from the monoptic data revealed a subcortical mechanism of the lateral interaction. While the modulation of the cortical PFS component showed a low-pass temporal-frequency tuning, the modulation of the subcortical PFS component was maximal at 6 Hz. These findings are consistent with two separate temporal channels influencing the monoptic PFS, each with distinct lateral interactions strength and frequency tuning characteristics. We conclude that both subcortical and cortical lateral interactions modulate flicker perception.

Avaliação da retinopatia hipertensiva através do potencial oscilatório do eletrorretinograma

OBJETIVO: Avaliar o comportamento do potencial oscilatório escotópico do eletrorretinograma de campo total (ERG) na retinopatia hipertensiva. MÉTODOS: Quarenta e quatro pacientes foram submetidos à avaliação clínica e subdivididos em dois grupos: 26 hipertensos (HT) com média de idade de 52,23 ± 5,79 anos divididos em 10 homens (38,46%) e 16 mulheres (61,54%) e 18 normotensos (NT) com média de idade de 51,79 ± 10,23 anos divididos em 5 homens (27,78%) e 13 mulheres (72,22%). Foram incluídos no estudo apenas hipertensos leves a moderados (estágio 1 e 2 respectivamente) sem lesões em outro órgão-alvo.Os pacientes hipertensos foram mantidos sob placebo durante o período do estudo. Em seguida, foram submetidos à avaliação oftalmológica e realização do ERG. O eletrorretinograma de campo total (ERG), com registro das respostas: escotópica, escotópica máxima, PO escotópico, fotópica e "flicker". Para análise da resposta do PO foi considerada a latência dos dois primeiros picos e o valor médio da amplitude dos três picos do complexo de três respostas consecutivas, denominado índice oscilatório (IO). RESULTADOS: A hipertensão arterial acometia 26 (59,1%) dos pacientes, ao passo que 18 (40,9%) eram normotensos. A média do IO obtido foi de 257,41µV no grupo de NT e de 217,81 µV no HT (p=0,006). As médias de latências obtidas para os picos 1 (NT-18,42 ms e HT-17,91 ms) e 2 (NT-24,54 ms e HT- 24,29 ms) não foram diferentes entre os grupos (p>0,05). CONCLUSÃO: Os hipertensos apresentam índice oscilatório significativamente menor que os normotensos, sugerindo que a hipertensão arterial pode ocasionar disfunção da retina interna.

Inibição da atividade da Tirosinase por análogos do ácido Kójico

A tirosinase é uma enzima chave para a biossíntese de melanina. É uma enzima “cobre-dependente” que pode existir em três estados intermediários: desoxi (Cu¹⁺ -Cu¹⁺), oxi (Cu ²⁺ - O² -Cu²⁺) e met (Cu²⁺) - Cu²⁺). Apresenta atividade bifuncional, pois oxida fenóis ou catecóis em seus o-difenóis correspondentes, sendo que o processo de oxidação de fenóis pode ser descrito por cinética de Michaelis-Menten. Distúrbios na tirosinase estão associados com hiperpigmentação e escurecimento enzimático de frutas e fungos. Assim a busca por substâncias de origem natural ou sintética capazes de regular o comportamento desta enzima é fator chave para o tratamento de tais desordens. Nesta perspectiva, no presente trabalho buscou-se analisar bioquimicamente a atividade anti-tirosinase de análogos do ácido kójico derivados de 4H- pironas (S-01, S-02, S-03 e S-04) e derivados de diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 e S-08), quimicamente planejadas por modelagem molecular no LPDF, do ICEN da UFPA. A cinética das substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentaram inibição do tipo competitiva, semelhante ao padrão de inibição do ácido kójico, com valores de Ki de 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectivamente, e de 5,0 ± 0,0 μM para o ácido kójico, enquanto a substância S-01 apresentou uma inibição do tipo mista (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Já as substâncias S-03 e S-05 não apresentaram atividade inibitória. As substâncias testadas demonstraram alto grau de segurança tanto na integridade de membrana de eritrócitos em teste de hemólise, quanto na viabilidade em teste com MTT em culturas de fibroblasto MRC5, em cultura de células nervosas de retina de embrião de galinha e em melanoma B16F10. Assim, demonstrou-se que as substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentam atividade como potentes inibidores de tirosinase, podendo ser candidatos no tratamento de desordens de pigmentação.

Relação entre a biometria ultra-sonográfica em modo B do bulbo ocular e os diâmetros fronto occiptal e bizigomático em Canis familiaris

Avaliou-se 31 cães saudáveis, sem raça definida, sendo 10 machos e 21 fêmeas, com 8 meses a 7 anos de idade e peso de1,5-28 kg. Inicialmente foram mensurados os diâmetros fronto-occiptal (DFO) e bizigomático (DBZ) do crânio com o auxílio de um paquímetro. A ultra-sonografia transpalpebral em modo-B foi realizada para mensurar as estruturas do bulbo ocular, conforme se segue: D1- espessura da córnea; D2- distância entre o ponto central da imagem da córnea e a da cápsula anterior do cristalino (câmara anterior); D3- distância entre o ponto central da imagem da córnea e a da cápsula posterior do cristalino; D4- espessura do cristalino, que corresponde a distância entre a imagem da cápsula anterior e a cápsula posterior do cristalino; D5- diâmetro do cristalino, distância entre as imagens dos pólos do cristalino; D6– área do cristalino; D7- câmara vítrea, distância entre a imagem da cápsula posterior do cristalino e a retina; D8- distância entre a cápsula anterior do cristalino e a retina; D9- distância entre a imagem da córnea e a retina. Com exceção da D4, houve efeito dos DFO e DBZ sobre as medidas das estruturas internas do BO. A análise de regressão linear entre as medidas das estruturas do bulbo ocular e os DFO e DBZ foram significativas para D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 e D9.

Avaliação ultrassonográfica do bulbo ocular em cães submetidos à facoemulsificação com ou sem implante de lente intraocular

This study aimed to describe and compare the ultrasonographic alterations in dogs' eyes submitted to facectomy with or without intraocular lens implant (IOL), to assist in the diagnosis of possible alterations related to the surgical procedure and IOL implantation. Nineteen dogs with cataract (21 eyes) were submitted to phacoemulsification and late postoperative evaluation (at five years). The animals were initially submitted to complete ophthalmological exams which preceded the sonogram. Dogs were divided in three groups: (CA) aphakic dogs (n= 11); (PP) pseudophakic dogs with implantation of two IOLs in piggyback (n=5) and (PL) pseudophakic dogs with implantation of a veterinary IOL (n = 5). The ultrasound was carried under the administration of a topic local anesthetic, with a multi frequency linear transducer of 10 MHz. Biometric eye measurements were also performed. The clinical alterations observed were IOL dislocation, retinal detachment, asteroid hyalosis, and vitreous degeneration. Ultrasound examination was an excellent diagnostic tool, as it was possible to confirm and classify these changes. The piggyback implant reduced the measurements between the ciliary body and the vitreous chamber obtained from the ocular biometry when compared to other usual procedures, with no difference between the axial length and the anterior chamber.

Parâmetros oftálmicos em diferentes espécies de cervídeos brasileiros mantidos em cativeiro

Pós-graduação em Cirurgia Veterinária - FCAV