Lesion of the subthalamic nucleus reverses motor deficits but not death of nigrostriatal dopaminergic neurons in a rat 6-hydroxydopamine-lesion model of Parkinson's disease

The objective of the present study was to determine whether lesion of the subthalamic nucleus (STN) promoted by N-methyl-D-aspartate (NMDA) would rescue nigrostriatal dopaminergic neurons after unilateral 6-hydroxydopamine (6-OHDA) injection into the medial forebrain bundle (MFB). Initially, 16 mg 6-OHDA (6-OHDA group) or vehicle (artificial cerebrospinal fluid - aCSF; Sham group) was infused into the right MFB of adult male Wistar rats. Fifteen days after surgery, the 6-OHDA and SHAM groups were randomly subdivided and received ipsilateral injection of either 60 mM NMDA or aCSF in the right STN. Additionally, a control group was not submitted to stereotaxic surgery. Five groups of rats were studied: 6-OHDA/NMDA, 6-OHDA/Sham, Sham/NMDA, Sham/Sham, and Control. Fourteen days after injection of 6-OHDA, rats were submitted to the rotational test induced by apomorphine (0.1 mg/kg, ip) and to the open-field test. The same tests were performed again 14 days after NMDA-induced lesion of the STN. The STN lesion reduced the contralateral turns induced by apomorphine and blocked the progression of motor impairment in the open-field test in 6-OHDA-treated rats. However, lesion of the STN did not prevent the reduction of striatal concentrations of dopamine and metabolites or the number of nigrostriatal dopaminergic neurons after 6-OHDA lesion. Therefore, STN lesion is able to reverse motor deficits after severe 6-OHDA-induced lesion of the nigrostriatal pathway, but does not protect or rescue dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta.

Drag reduction by polyethylene glycol in the tail arterial bed of normotensive and hypertensive rats

This study was designed to evaluate the effect of drag reducer polymers (DRP) on arteries from normotensive (Wistar) and spontaneously hypertensive rats (SHR). Polyethylene glycol (PEG 4000 at 5000 ppm) was perfused in the tail arterial bed with (E+) and without endothelium (E-) from male, adult Wistar (N = 14) and SHR (N = 13) animals under basal conditions (constant flow at 2.5 mL/min). In these preparations, flow-pressure curves (1.5 to 10 mL/min) were constructed before and 1 h after PEG 4000 perfusion. Afterwards, the tail arterial bed was fixed and the internal diameters of the arteries were then measured by microscopy and drag reduction was assessed based on the values of wall shear stress (WSS) by computational simulation. In Wistar and SHR groups, perfusion of PEG 4000 significantly reduced pulsatile pressure (Wistar/E+: 17.5 ± 2.8; SHR/E+: 16.3 ± 2.7%), WSS (Wistar/E+: 36; SHR/E+: 40%) and the flow-pressure response. The E- reduced the effects of PEG 4000 on arteries from both groups, suggesting that endothelial damage decreased the effect of PEG 4000 as a DRP. Moreover, the effects of PEG 4000 were more pronounced in the tail arterial bed from SHR compared to Wistar rats. In conclusion, these data demonstrated for the first time that PEG 4000 was more effective in reducing the pressure-flow response as well as WSS in the tail arterial bed of hypertensive than of normotensive rats and these effects were amplified by, but not dependent on, endothelial integrity. Thus, these results show an additional mechanism of action of this polymer besides its mechanical effect through the release and/or bioavailability of endothelial factors.

The miR-17-92 cluster regulates FOG-2 expression and inhibits proliferation of mouse embryonic cardiomyocytes

MicroRNAs (miRNAs) have gradually been recognized as regulators of embryonic development; however, relatively few miRNAs have been identified that regulate cardiac development. A series of recent papers have established an essential role for the miRNA-17-92 (miR-17-92) cluster of miRNAs in the development of the heart. Previous research has shown that the Friend of Gata-2 (FOG-2) is critical for cardiac development. To investigate the possibility that the miR-17-92 cluster regulates FOG-2 expression and inhibits proliferation in mouse embryonic cardiomyocytes we initially used bioinformatics to analyze 3’ untranslated regions (3’UTR) of FOG-2 to predict the potential of miR-17-92 to target it. We used luciferase assays to demonstrate that miR-17-5p and miR-20a of miR-17-92 interact with the predicted target sites in the 3’UTR of FOG-2. Furthermore, RT-PCR and Western blot were used to demonstrate the post-transcriptional regulation of FOG-2 by miR-17-92 in embryonic cardiomyocytes from E12.5-day pregnant C57BL/6J mice. Finally, EdU cell assays together with the FOG-2 rescue strategy were employed to evaluate the effect of proliferation on embryonic cardiomyocytes. We first found that the miR-17-5p and miR-20a of miR-17-92 directly target the 3’UTR of FOG-2 and post-transcriptionally repress the expression of FOG-2. Moreover, our findings demonstrated that over-expression of miR-17-92 may inhibit cell proliferation via post-transcriptional repression of FOG-2 in embryonic cardiomyocytes. These results indicate that the miR-17-92 cluster regulates the expression of FOG-2 protein and suggest that the miR-17-92 cluster might play an important role in heart development.

Purificação de três diferentes beta-galactosidades microbianas por partição em sistemas de duas fases aquosas

Este trabalho tratou da investigação do efeito do peso molecular de polietilenoglicol (PEG) sobre a partição de enzimas beta-galactosidases de diferentes origens microbianas: Escherichia coli, Klueveromyces lactis e Aspergillus orizae em sistemas de duas fases aquosas (SDFA).Foi observado que os melhores sistemas para purificação da enzima de E. coli foram os formados por PEG 4000, 6000 e 8000/fosfato, fornecendo os mais elevados fatores de purificação da enzima. As enzimas de Klueveromyces lactis e Aspergillus orizae não foram eficientemente purificadas nestes sistemas sendo insensíveis à alterações do peso molecular do PEG. Portanto, um outro sistema de duas fases aquosas foi desenvolvido contendo um ligante específico, p-aminofenil 1-tio-beta-D-galactopiranosídeo (APGP), acoplado ao PEG para purificar a enzima de Klueveromyces lactis. Uma etapa simples de partição no SDFA formado por 6% APGP-PEG4000 + 12% dextrana T505.000 foi capaz de recuperar 83% da enzima na fase superior do sistema e de aumentar 1,6 vezes o fator de purificação.

Modification of commercial poly-lactide for extrusion coated food packaging applications

Poly-L-lactide (PLLA) is a widely used sustainable and biodegradable alternative to replace synthetic non-degradable plastic materials in the packaging industry. Conversely, its processing properties are not always optimal, e.g. insufficient melt strength at higher temperatures (necessary in extrusion coating processes). This thesis reports on research to improve properties of commercial PLLA grade (3051D from NatureWorks), to satisfy and extend end-use applications, such as food packaging by blending with modified PLLA. Adjustment of the processability by chain branching of commercial poly-L-lactide initiated by peroxide was evaluated. Several well-defined branched structures with four arms (sPLLA) were synthesized using pentaerythritol as a tetra-functional initiator. Finally, several block copolymers consisting of polyethylene glycol and PLLA (i.e. PEGLA) were produced to obtain a well extruded material with improved heat sealing properties. Reactive extrusion of poly-L-lactide was carried out in the presence of 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of various peroxides [tert-butyl-peroxybenzoate (TBPB), 2,5-dimethyl-2,5-(tert-butylperoxy)-hexane (Lupersol 101; LOL1) and benzoyl peroxide (BPO)] at 190C. The peroxide-treated PLLAs showed increased complex viscosity and storage modulus at lower frequencies, indicating the formation of branched/cross linked architectures. The material property changes were dependent on the peroxide, and the used peroxide concentration. Gel fraction analysis showed that the peroxides, afforded different gel contents, and especially 0.5 wt% peroxide, produced both an extremely high molar mass, and a cross linked structure, not perhaps well suited for e.g. further use in a blending step. The thermal behavior was somewhat unexpected as the materials prepared with 0.5 wt% peroxide showed the highest ability for crystallization and cold crystallization, despite substantial cross linking. The peroxide-modified PLLA, i.e. PLLA melt extruded with 0.3 wt% of TBPB and LOL1 and 0.5 wt% BPO was added to linear PLLA in ratios of 5, 15 and 30 wt%. All blends showed increased zero shear viscosity, elastic nature (storage modulus) and shear sensitivity. All blends remained amorphous, though the ability of annealing was improved slightly. Extrusion coating on paperboard was conducted with PLLA, and peroxide-modified PLLA blends (90:10). All blends were processable, but only PLLA with 0.3 wt% of LOL1 afforded a smooth high quality surface with improved line speed. Adhesion levels between fiber and plastic, as well as heat seal performance were marginally reduced compared with pure 3051D. The water vapor transmission measurements (WVTR) of the blends containing LOL1 showed acceptable levels, only slightly lower than for comparable PLLA 3051D. A series of four-arm star-shaped poly-L-lactide (sPLLA) with different branch length was synthesized by ring opening polymerization (ROP) of L-lactide using pentaerythritol as initiator and stannous octoate as catalyst. The star-shaped polymers were further blended with its linear resin and studied for their melt flow and thermal properties. Blends containing 30 wt% of sPLLA with low molecular weight (30 wt%; Mwtotal: 2500 g mol-1 and 15000 g mol-1) showed lower zero shear viscosity and significantly increased shear thinning, while at the same time slightly increased crystallization of the blend. However, the amount of crystallization increased significantly with the higher molecular weight sPLLA, therefore the star-shaped structure may play a role as nucleating agent. PLLA-polyethylene glycol–PLLA triblock copolymers (PEGLA) with different PLLA block length were synthesized and their applicability as blends with linear PLLA (3051D NatureWorks) was investigated with the intention of improving heat-seal and adhesion properties of extrusion-coated paperboard. PLLA-PEG-PLLA was obtained by ring opening polymerization (ROP) of L-lactide using PEG (molecular weight 6000 g mol-1) as an initiator, and stannous octoate as catalyst. The structures of the PEGLAs were characterized by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR). The melt flow and thermal properties of all PEGLAs and their blends were evaluated using dynamic rheology, and differential scanning calorimeter (DSC). All blends containing 30 wt% of PEGLAs showed slightly higher zero shear viscosity, higher shear thinning and increased melt elasticity (based on tan delta). Nevertheless, no significant changes in thermal properties were distinguished. High molecular weight PEGLAs were used in extrusion coating line with 3051D without problems.

Avaliação da lipase extracelular de Pseudomonas cepacia para purificação em sistema bifásico aquoso

O presente trabalho teve como objetivo a produção de lipase a partir de Pseudomona cepacia por fermentação líquida em biorreator do tipo Bioflo III. As fermentações foram conduzidas a 150 rpm durante 96 horas a 30 °C. Analisou-se a atividade enzimática em diferentes condições de temperatura (20 a 50 °C) e pH (3,0 a 11,0), e obtiveram-se 37 °C e 8,0, as condições ótimas, respectivamente. Para avaliar a estabilidade térmica, a enzima foi incubada em temperaturas de 40, 50 e 60 °C durante 120 minutos. Em uma segunda etapa, foram realizados experimentos preliminares para verificar as condições adequadas de partição da enzima, bem como sua estabilidade e condições ótimas de hidrólise frente às modificações de temperatura e pH. Foram preparadas soluções de PEG 1500, 4000 e 6000 a 50% p/p e soluções tampão fosfato de pHs 6, 7 e 8. Foi feita a caracterização de um sistema bifásico aquoso (SBA) a partir da preparação de soluções estoques de PEG com massas molares de 1500, 4000 e 6000 (50% w/w) e tampão fosfato pH 6,7 e 8,0 (20% w/w de KH2PO4/K2HPO4). Esta caracterização do SBA posteriormente poderá ser utilizada para partição de lipases, bem como de biomoléculas que estejam dentro dessa faixa de pH.

Desempenho de sementes nuas e peletizadas de alface (Lactuca sativa L.) submetidas a estresses hídrico e térmico

A alface é a hortaliça folhosa de maior importância na alimentação dos brasileiros. Seu plantio é feito por meio de sementes, cujo tamanho reduzido dificulta o seu manuseio. Além disto, essas sementes apresentam dificuldades na germinação quando submetidas a condições desfavoráveis de umidade e temperatura. O presente trabalho teve como objetivo estudar o desempenho fisiológico de sementes nuas e peletizadas de alface da cv. Karla sob diferentes potenciais hídricos e temperaturas. As sementes foram colocadas para germinar sobre papel filtro umedecido com solução de polietileno glicol (PEG 6000), nos níveis de zero, -0,3; -0,6; e -0,9MPa, associados às temperaturas de 20, 25, 30 e 35ºC. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada por meio do teste de germinação, primeira contagem e índice de velocidade de germinação. Concluiu-se que para potenciais hídricos menores ou iguais a -0,3MPa e nas temperaturas iguais ou superiores a 25ºC ocorreu redução na velocidade e porcentagem de germinação de sementes de alface da cv. Karla. O potencial hídrico de -0,9MPa e/ou a temperatura de 35ºC impediram a germinação das sementes nuas e peletizadas. As sementes nuas tiveram maior redução na qualidade fisiológica do que as sementes peletizadas, quando submetidas a condições de estresses hídrico e térmico.

Temperatura de armazenamento e desempenho de sementes hidratadas e osmocondicionadas de pimentão

A propagação do pimentão (Capsicum annuum L.) é feita pela semente. Normalmente, tanto a germinação quanto a emergência das plântulas são lentas à temperatura ambiente e mais demorada ainda à baixa temperatura, sendo, portanto necessários estudos que propiciem a germinação mais rápida e uniforme principalmente a baixas temperaturas. Observou-se em trabalho anterior que ao submeter as sementes de pimentão à hidratação em água destilada por 24 e 72 horas e ao condicionamento osmótico com polietileno glicol (PEG 6000) no potencial de -0,5 MPa por 21 dias, foi possível aumentar e acelerar a germinação das sementes a baixa temperatura. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar as temperaturas de armazenamento das sementes hidratadas por 24 e 72 horas e condicionadas com PEG 6000 a -0,5 MPa por 21 dias, na preservação da sua viabilidade. As sementes foram tratadas, secas e acondicionadas em embalagem impermeável e armazenadas sob temperaturas de 5º e 25ºC. Ao término de cada mês de armazenamento, a germinação e emergência das sementes foram avaliadas sob temperaturas de 20º e 25ºC. Observou-se que as sementes hidratadas por 72 horas não suportaram o armazenamento, devendo estas, serem utilizadas imediatamente após o tratamento. As sementes hidratadas por 24 horas e aquelas osmocondicionadas com PEG quando armazenadas sob temperatura de 5ºC, mantiveram a sua porcentagem de germinação e emergência ao longo dos quatro meses de armazenamento, apresentando os maiores índices de germinação a 20ºC.

Efeito do condicionamento osmótico das sementes na germinação e no crescimento das plântulas de aspargo

O tempo para germinação e emergência das plântulas de aspargo é relativamente longo, podendo levar de quatro a seis semanas, justificando o uso de técnicas que acelerem a germinação, como o condicionamento osmótico das sementes. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes tratamentos de condicionamento osmótico na germinação e no crescimento das plântulas de aspargo. Sementes de quatro lotes de aspargo 'Mary Washington' foram condicionadas em soluções de polietileno glicol (PEG 6000) a -1,0 e -1,2 MPa por sete e 14 dias, em água do mar a -3,3 MPa por sete e 14 dias e em água destilada por três dias. Sementes não condicionadas foram utilizadas como testemunha. O efeito dos tratamentos na qualidade fisiológica das sementes foi avaliado pelos testes de germinação e primeira contagem da germinação, velocidade de emergência das plântulas e comprimento da radícula, da plântula e do epicótilo. O experimento foi instalado no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e oito tratamentos. O condicionamento em PEG foi o tratamento mais adequado para promover a melhoria no desempenho das sementes. O condicionamento osmótico permitiu aumentar a germinação apenas das sementes de menor qualidade fisiológica. Efeitos benéficos do condicionamento osmótico foram mais expressivos na velocidade de emergência e no crescimento das plântulas, independentemente do nível de qualidade fisiológica das sementes.

Controle da hidratação para o condicionamento osmótico de sementes de aspargo

Como o aspargo apresenta a germinação da semente e a emergência da plântula lentas, justifica-se o uso de técnicas que acelerem a germinação, como o condicionamento osmótico das sementes. Inicialmente, para definir as melhores condições de condicionamento das sementes, é necessário conhecer os padrões de embebição dessas sementes para se ter um controle adequado da hidratação. Assim, este trabalho teve como objetivo conhecer o padrão de embebição das sementes de aspargo com vistas ao seu condicionamento osmótico. Utilizaram-se quatro lotes de sementes de aspargo, cultivar Mary Washington, determinando-se as curvas de embebição das sementes, para cada lote, em água destilada, em PEG 6000 a -1,0MPa e -1,2MPa e em água do mar a -3,3MPa, em BOD a 25(0)C. Para tanto, determinou-se o grau de umidade das sementes após 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168, 336, 504 e 672 horas de embebição em PEG 6000 a -1,0MPa e -1,2MPa e em água do mar a -3,3MPa. Para o condicionamento em água destilada, o grau de umidade das sementes foi determinado após 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 24, 48, 72, 96, 120, 144 e 168 horas de embebição. Para a determinação do grau de umidade, adotou-se o método da estufa a 130(0)C/1 hora. Verificou-se que em água destilada houve rápida hidratação das sementes, com a protrusão da raíz primária a partir das 120 horas (5º dia) de embebição. No condicionamento em PEG 6000 a -1,0MPa, a partir das 504 horas (21 dias) de embebição, houve lento incremento no grau de umidade das sementes, iniciando-se a protrusão da raiz primária. Um controle eficiente da hidratação foi obtido nas sementes embebidas em PEG 6000 a -1,2MPa e em água do mar a -3,3MPa, onde não ocorreu protrusão da raiz primária até 672 horas (28 dias) de embebição.

Influência da temperatura de condicionamento osmótico na viabilidade e no vigor de sementes de Pterogyne nitens Tull

O trabalho teve por objetivo comparar o efeito da temperatura e do período de condicionamento osmótico na viabilidade e no vigor de sementes de Pterogyne nitens Tul. Sementes escarficadas em ácido sulfúrico durante 10 minutos, foram pré-embebidas em solução mista de PEG + KNO3 (-1,0MPa) em temperaturas constantes de 10ºC e 27ºC durante 0 (controle), 6, 12 e 24 h. Decorridos estes períodos, as sementes foram secas em condição de ambiente de laboratório até atingirem os níveis iniciais de umidade apresentados antes do condicionamento. Foram utilizadas quatro repetições de 20 sementes que foram submetidas aos testes: a) efeitos da temperatura sub-ótima (10ºC), ótima (27ºC) e supra-ótima (35ºC); b) reserva teste de exaustão, com a submersão das sementes em água durante 24, 48 e 72h, e posterior germinação a 27ºC; c) integridade das membranas, avaliada pelo teste de condutividade elétrica; d) envelhecimento acelerado, empregando sementes primeiramente envelhecidas durante 24, 48 e 72h e em seguida, condicionadas a 10ºC, e sementes submetidas ao condicionamento a 27ºC, depois envelhecidas durante 24, 48 e 72h e em seguida colocadas para germinar a 27ºC. Foi realizada análise de variância e de regressão polinomial em função dos tempos de condicionamento. Os resultados mostraram que o condicionamento osmótico a 10ºC é mais eficiente que a 27ºC porém, não é possível padronizar o melhor tempo de pré embebição na avaliação da viabilidade e vigor de sementes osmocondicionadas de Pterogyne nitens.

Efeito da hidratação e do condicionamento osmótico em sementes de pau-formiga

Foram realizados dois experimentos com o objetivo de avaliar o efeito do condicionamento osmótico sobre a germinação de sementes de Triplaris americana, em condições normais e sob estresse. O primeiro experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições de 50 sementes e constituído dos tratamentos: T1: água (7 dias a 25ºC), T2: -1,5pa (NaCl), T3: -1,5Mpa (NaCl) + 25mg.L-1 -ácido giberélico (GA), T4: -0,25Mpa - polietilenoglicol (PEG), T5: - 0,25Mpa (PEG) + 25mg.L-1 (GA) , T6: controle. O segundo experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições de 25 sementes, sob esquema fatorial 2x4, sendo duas condições de estresse e quatro condicionamentos. As condições de estresse foram envelhecimento acelerado (72 horas em BOD a 42ºC) e germinação à temperatura de 20ºC. Os tratamentos de condicionamentos utilizados foram: água, - 1,5Mpa (NaCl), -0,25Mpa (PEG), sem condicionamento (testemunha). Conclui-se que, em sementes não sujeitas à estresse, o condicionamento osmótico não aumenta o percentual de germinação e o peso seco de plântulas de pau-formiga, mas o condicionamento em água e em solução de PEG + GA proporciona maior velocidade de germinação. Em condições de estresse simulado, o condicionamento osmótico, principalmente em - 0,25Mpa (PEG), atua positivamente em aspectos relacionados à germinação de sementes de pau-formiga e o condicionamento em água apresenta potencial semelhante.

Efeitos do condicionamento fisiológico e da secagem na germinação e no vigor de sementes de cenoura

O condicionamento fisiológico de sementes foi avaliado sob diferentes metodologias, incluindo a imersão de sementes em soluções aeradas, seguidas ou não de secagem. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do condicionamento osmótico em sistema aerado seguido de secagem sobre a germinação e o vigor de sementes de cenoura, cultivar Brasília. Utilizaram-se sementes submersas em 40mL de água destilada e em soluções de PEG-6000, nas concentrações de 161,30 e 240,97g.L-1 a 15ºC, correspondentes aos potenciais hídricos de -0,4 e -0,8MPa, durante os períodos de 12, 24 e 48 horas. As sementes após o condicionamento, foram submetidas à secagem em estufa com circulação de ar, a 35ºC, por 1, 2, 3, 4, e 5 horas, determinando-se o teor de água das sementes. Os efeitos do condicionamento e da secagem foram avaliados por meio do teste de germinação, primeira contagem do teste de germinação, classificação do vigor de plântulas, comprimento e massa seca de plântulas e condutividade elétrica. O teor de água das sementes diminuiu linearmente com o tempo de secagem. O condicionamento das sementes seguido de secagem não afetou a germinação e contribuiu para aumentar o vigor das sementes em relação às sementes sem condicionamento.

Condicionamento osmótico de sementes de beterraba

O estabelecimento rápido e uniforme de plântulas no campo é pré-requisito fundamental para se alcançar bom estande e garantir produtividade e qualidade do produto colhido, notadamente no caso de espécies olerícolas. Várias técnicas têm sido desenvolvidas visando o aumento da velocidade e uniformidade da germinação e emergência das plântulas, sendo o condicionamento osmótico das sementes uma das mais promissoras. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de ganhos na velocidade de germinação e emergência de plântulas de beterraba em resposta ao condicionamento osmótico das sementes. Três lotes de sementes de beterraba foram submetidos a sete condições de condicionamento: pré-hidratação em água destilada por zero (controle), 16 e 24h; pré-hidratação em solução de PEG 6000 por 24, 48 e 72h e pré-hidratação em solução de MgSO4 por 24h. Avaliaram-se a germinação aos oito e quatorze dias a 15ºC e a 20ºC, o índice de velocidade de germinação e emergência, o tempo médio de germinação e a emergência de plântulas em casa de vegetação. Embora o condicionamento osmótico de sementes de beterraba de média e alta qualidade fisiológica tenha proporcionado benefícios ao desempenho das sementes relativamente à velocidade de germinação e de emergência das plântulas em casa de vegetação, a técnica necessita aprimoramento para a espécie, dada à necessidade de adaptação da metodologia de condicionamento aos diferentes lotes produzidos pela indústria de sementes.