Enhanced neural response to anticipation, effort and consummation of reward and aversion during Bupropion treatment

Background We have previously shown that the selective serotonergic re-uptake inhibitor, citalopram, reduces the neural response to reward and aversion in healthy volunteers. We suggest that this inhibitory effect might underlie the emotional blunting reported by patients on these medications. Bupropion is a dopaminergic and noradrenergic re-uptake inhibitor and has been suggested to have more therapeutic effects on reward-related deficits. However, how bupropion affects the neural responses to reward and aversion is unclear. Methods 17 healthy volunteers (9 female, 8 male) received 7 days of bupropion (150 mg/day) and 7 days of placebo treatment, in a double-blind crossover design. Our functional Magnetic Resonance Imaging task consisted of 3 phases; an anticipatory phase (pleasant or unpleasant cue), an effort phase (button presses to achieve a pleasant taste or to avoid an unpleasant taste) and a consummatory phase (pleasant or unpleasant tastes). Volunteers also rated wanting, pleasantness and intensity of the tastes. Results Relative to placebo, bupropion increased activity during the anticipation phase in the ventral medial prefrontal cortex (vmPFC) and caudate. During the effort phase, bupropion increased activity in the vmPFC, striatum, dorsal anterior cingulate cortex and primary motor cortex. Bupropion also increased medial orbitofrontal cortex, amygdala and ventral striatum activity during the consummatory phase. Conclusions Our results are the first to show that bupropion can increase neural responses during the anticipation, effort and consummation of rewarding and aversive stimuli. This supports the notion that bupropion might be beneficial for depressed patients with reward-related deficits and blunted affect.

Neural signals of “Intensity” but not “Wanting” or “Liking” of rewards may be trait markers for depression

We have shown previously that particpants “at risk” of depression have decreased neural processing of reward suggesting this might be a neural biomarker for depression. However, how the neural signal related to subjective experiences of reward (wanting, liking, intensity) might differ as trait markers for depression, is as yet unknown. Using SPM8 parametric modulation analysis the neural signal related to the subjective report of wanting, liking and intensity was compared between 25 young people with a biological parent with depression (FH) and 25 age/gender matched controls. In a second study the neural signal related to the subjective report of wanting, liking and intensity was compared between 13 unmedicated recovered depressed (RD) patients and 14 healthy age/gender matched controls. The analysis revealed differences in the neural signal for wanting, liking and intensity ratings in the ventral striatum, dmPFC and caudate respectively in the RD group compared to controls . Despite no differences in the FH groups neural signal for wanting and liking there was a difference in the neural signal for intensity ratings in the dACC and anterior insula compared to controls. These results suggest that the neural substrates tracking the intensity but not the wanting or liking for rewards and punishers might be a trait marker for depression.

Age-dependent changes in adenosine A(1) receptor distribution and density within the nucleus tractus solitarii of normotensive and hypertensive rats

This study shows the distribution and density of adenosine A1 receptor (A(1)R) within the nucleus tractus solitarii (NTS) of Wistar Kyoto (WKY) and spontaneously hypertensive rats (SHR) from birth to adulthood (1, 15, 30 and 90 days old). The NTS shows heterogeneous distribution of A(1)R in dorsomedial/dorsolateral, subpostremal and medial/intermediate subnuclei. A(1)R decrease from rostral to caudal within dorsomedial/dorsolateral subnucleus in 15-, 30- and 90-day-old WKY and SHR. A(1)R increase from rostral to caudal subpostremal subnucleus in 30- and 90-day-old WKY, and in 15-, 30- and 90-day-old SHR. Furthermore, A(1)Rs are increased in SHR as compared with WKY within dorsomedial/dorsolateral in 30- and 90-day-old and within subpostremal of 15-, 30- and 90-day-old rats. Finally, A(1)Rs increase from 1- to 30-day-old rats. Medial/intermediate did not show any changes in A(1)R from rostral to caudal levels, age or strain. In summary, our result highlights the importance of A1 adenosine system regarding the neural control of blood pressure and the development of hypertension.

Maintenance and differentiation of neural stem cells

The adult mammalian brain contains self-renewable, multipotent neural stem cells (NSCs) that are responsible for neurogenesis and plasticity in specific regions of the adult brain. Extracellular matrix, vasculature, glial cells, and other neurons are components of the niche where NSCs are located. This surrounding environment is the source of extrinsic signals that instruct NSCs to either self-renew or differentiate. Additionally, factors such as the intracellular epigenetics state and retrotransposition events can influence the decision of NSC`s fate into neurons or glia. Extrinsic and intrinsic factors form an intricate signaling network, which is not completely understood. These factors altogether reflect a few of the key players characterized so far in the new field of NSC research and are covered in this review. (C) 2010 John Wiley & Sons, Inc. WIREs Syst Biol Med 2011 3 107-114 DOI:10.1002/wsbm:100

Samba, a Xenopus hnRNP Expressed in Neural and Neural Crest Tissues

RNA binding proteins regulate gene expression at the posttranscriptional level and play important roles in embryonic development. Here, we report the cloning and expression of Samba, a Xenopus hnRNP that is maternally expressed and persists at least until tail bud stages. During gastrula stages, Samba is enriched in the dorsal regions. Subsequently, its expression is elevated only in neural and neural crest tissues. In the latter, Samba expression overlaps with that of Slug in migratory neural crest cells. Thereafter, Samba is maintained in the neural crest derivatives, as well as other neural tissues, including the anterior and posterior neural tube and the eyes. Overexpression of Samba in the animal pole leads to defects in neural crest migration and cranial cartilage development. Thus, Samba encodes a Xenopus hnRNP that is expressed early in neural and neural crest derivatives and may regulate crest cells migratory behavior. Developmental Dynamics 238:204-209, 2009. (C) 2008 Wiley-Liss, Inc.

Administration of Neural Precursor Cells Ameliorates Renal Ischemia-Reperfusion Injury

In this study we evaluated whether administration of stem cells of neural origin (neural precursor cells, NPCs) could be protective against renal ischemia-reperfusion injury (IRI). We hypothesized that stem cell outcomes are not tissue-specific and that NPCs can improve tissue damage through paracrine mechanisms, especially due to immunomodulation. To this end, Wistar rats (200-250 g) were submitted to 1-hour ischemia and treated with NPCs (4 x 10(6) cells/animal) at 4 h of reperfusion. To serve as controls, ischemic animals were treated with cerebellum homogenate harvested from adult rat brain. All groups were sacrificed at 24 h of reperfusion. NPCs were isolated from rat fetus telencephalon and cultured until neurosphere formation (7 days). Before administration, NPCs were labeled with carboxyfluorescein diacetate succinimydylester (CFSE). Kidneys were harvested for analysis of cytokine profile and macrophage infiltration. At 24 h, NPC treatment resulted in a significant reduction in serum creatinine (IRI + NPC 1.21 + 0.18 vs. IRI 3.33 + 0.14 and IRI + cerebellum 2.95 + 0.78mg/dl, p < 0.05) and acute tubular necrosis (IRI + NPC 46.0 + 2.4% vs. IRI 79.7 + 14.2%, p < 0.05). NPC-CFSE and glial fibrillary acidic protein (GFAP)-positive cells (astrocyte marker) were found exclusively in renal parenchyma, which also presented GFAP and SOX-2 (an embryonic neural stem cell marker) mRNA expression. NPC treatment resulted in lower renal proinflammatory IL1-beta and TNF-alpha expression and higher anti-inflammatory IL-4 and IL-10 transcription. NPC-treated animals also had less macrophage infiltration and decreased serum proinflammatory cytokines (IL-1 beta, TNF-alpha and INF-gamma). Our data suggested that NPC therapy improved renal function by influencing immunological responses. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

A neural networks study of quinone compounds with trypanocidal activity

This work investigates neural network models for predicting the trypanocidal activity of 28 quinone compounds. Artificial neural networks (ANN), such as multilayer perceptrons (MLP) and Kohonen models, were employed with the aim of modeling the nonlinear relationship between quantum and molecular descriptors and trypanocidal activity. The calculated descriptors and the principal components were used as input to train neural network models to verify the behavior of the nets. The best model for both network models (MLP and Kohonen) was obtained with four descriptors as input. The descriptors were T(5) (torsion angle), QTS1 (sum of absolute values of the atomic charges), VOLS2 (volume of the substituent at region B) and HOMO-1 (energy of the molecular orbital below HOMO). These descriptors provide information on the kind of interaction that occurs between the compounds and the biological receptor. Both neural network models used here can predict the trypanocidal activity of the quinone compounds with good agreement, with low errors in the testing set and a high correctness rate. Thanks to the nonlinear model obtained from the neural network models, we can conclude that electronic and structural properties are important factors in the interaction between quinone compounds that exhibit trypanocidal activity and their biological receptors. The final ANN models should be useful in the design of novel trypanocidal quinones having improved potency.

Levantamento do perfil medicamentoso e frequência de associações entre o Ginkgo (Ginkgo biloba L.) e ácido acetilsalicílico, em usuários atendidos pela FarmaUSCS de São Caetano do Sul

O presente estudo teve por objetivo, verificar o perfil medicamentoso bem como a freqüência de associação entre Gingko biloba e ácido acetilsalicílico (AAS) em indivíduos atendidos pela Farmácia Escola da Universidade Municipal de São Caetano do Sul (USCS). Verificou-se através dos resultados obtidos que 62,75% dos usuários são do sexo feminino, estão entre 60 e 70 anos de idade, com indicação do uso deste fitoterápico para circulação, fazendo uso há mais de três meses e administrando diariamente a dose de 80mg. Dos entrevistados, 13,73% fazem associação deste fitoterápico com AAS, desconhecendo os riscos das possíveis interações entre estes dois medicamentos, pois o uso concomitante de Ginkgo e AAS, por aumentar a inibição da agregação plaquetária, pode ocasionar hemorragias.

Efeito da amônia sobre as convulsões e a inibição da sucinato desidrogenase induzidas por ácido metilmalônico

A hiperamonemia é um achado comum em crianças com acidemia metilmalônica, um erro inato do metabolismo caracterizado por retardo mental, convulsões e acúmulo tecidual de ácido metilmalônico (MMA). Embora existam evidências de que o MMA induza convulsões por inibição da sucinato desidrogenase (SDH), muito pouco se sabe sobre a contribuição da hiperamonemia para o desenvolvimento das convulsões nestes pacientes. No presente estudo investigou-se os efeitos do acetato de amônio sobre a ação convulsivante do MMA in vivo e do cloreto de amõnio sobre a inibição da SDH estriatal induzida pelo MMA in vitro. Ratos adultos foram injetados com acetato de amônio (1,5 mmol/kg, s.c.) ou acetato de sódio (1,5 mmol/kg, s.c.) e, após 5 minutos, injetados unilateralmente no estriado com MMA (3 µmol/µl) neutralizado para pH 7,4 com NaOH ou NaCl (4,5 µmol/µl). O pré-tratamento com acetato de amônio aumentou o número e durações dos episódios convulsivos induzidos pelo MMA. O cloreto de amônio não teve efeito sobre a atividade da sucinato desidrogenase e não alterou a inibição da SDH induzida pelo MMA in vitro. Estes resultados sugerem que a amônia potencializa os efeitos comportamentais induzidos pelo MMA por mecanismos que não envolvam adicional inibição da SDH. Este estudo provê evidências de que a hiperamonemia pode potencializar os efeitos neurotóxicos do MMA.

Síntese química e caracterização do poli 1,5-diaminonaftaleno

O presente trabalho apresenta o estudo da síntese química do poli 1,5-diaminonaftaleno (PDAN-1,5) em meio aquoso e em meio orgânico. O polímero foi caracterizado com o auxílio da espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Raman, da voltametria cíclica, da microscopia eletrônica de varredura, da termogravimetria e de medidas de condutividade. O polímero apresentou estrutura semelhante ao mesmo polímero sintetizado eletroquimicamente por outros autores que é semelhante a estrutura da PAni. O PDAN-1,5 depositado na forma de filmes sobre eletrodos de Pt mostra-se eletroativo e estável quando ciclado em um meio aquoso/ácido. Os filmes obtidos em substrato metálico a partir da evaporação do solvente apresentam pouca aderência e trincas por toda a superfície. As propriedades apresentadas pelo PDAN-1,5 obtido neste trabalho vislumbram a sua utilização na confecção de dispositivos eletrocrômicos e de chaveamento.

Polimerização eletroquímica do furfural em meio aquoso de ftalato ácido de potássio sobre platina e carbono vítreo reticulado

O presente trabalho apresenta um estudo sistemático para a obtenção de um filme polimérico a partir da eletrooxidação do furfural (2-furanoaldeído). O filme foi crescido sobre a superfície do eletrodo de platina (Pt) e sobre carbono vítreo reticulado (CVR). Três técnicas eletroquímicas foram usadas: cronopotenciometria com correntes de 10 mA, voltametria cíclica por ciclagens sucessivas no intervalo de potencial de 2,0 V à 2,70 V (Ag/AgCl) e a cronoamperometria, no potencial de 2,65 V (Ag/AgCl). Diferentes eletrólitos foram testados em solução aquosa sobre Pt. O sal biftalato de potássio foi o eletrólito suporte mais adequado para formação do filme sobre ambos eletrodos, Pt e CVR. Os resultados obtidos confirmam a formação de um filme branco sobre a superfície dos eletrodos, entretanto, com alguma solubilização no próprio meio. Esta solubilidade do filme em meio aquoso permitiu atribuir-lhe características de polieletrólito. Evidências desta característica se confirmam pelas propriedades físico-químicas das soluções do filme testadas resultando no aumento da acidez e no aumento da condutividade do meio, quando se comparam as soluções de biftalato ácido de potássio com as do filme polimérico Os resultados revelam a formação de um filme poroso e espesso sobre a superfície dos eletrodos, com características que dependem do método eletroquímico empregado, bem como do tempo de polarização. A visualização do filme foi registrada por fotografias digitais e caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. O crescimento do filme pelo método cronopotenciométrico forneceu os melhores resultados em termos de aderência e volume. Uma observação importante refere-se ao caráter condutor do filme formado, uma vez que medidas eletroquímicas dos eletrodos modificados não acusaram um decaimento significativo das correntes. Além das medidas eletroquímicas, a condutividade do polímero, determinada pelo método das quatro pontas, resultou num valor de 100 µS cm-1 para o obtido potenciostaticamente e de 150 µS cm-1 para o obtido galvanostaticamente. A caracterização do filme envolveu as medidas térmicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e a análise termogravimétrica (TGA). As medidas espectroscópicas como o ultravioleta, infravermelho, Raman, ressonância magnética nuclear de H1 e de C13 diretamente com o filme formado ou através de suas soluções em solventes adequados, confirmaram a participação de ambos os anéis ftálico e furânico na estrutura do filme.

Síntese, caracterização e propriedades do polímero cloreto de 3-n-propil-1-azônia-4-azabiciclo[2.2.2]octano silsesquioxano

Neste trabalho encontra-se descrita a síntese do polímero híbrido organo inorgânico, cloreto de 3-n-propil-1-azônia-4-azabiciclo [2.2.2] octano silsesquioxano (dabcosilsesquioxano), através do método sol-gel. O polímero foi obtido por reação entre o precursor orgânico cloreto de 3-n-propiltrimetoxisilano-1-azônia-4-azabiciclo[2.2.2]octano (dabcosil), obtido em nosso laboratório, e o precursor inorgânico tetraetilortosilicato (TEOS) usando relações molares TEOS/dabcosil de 0 até 49, em meio ácido (pH entre 3 e 4). A caracterização destes materiais, realizada por espectroscopia no infravermelho e por análise termogravimétrica, comprovou que são materiais híbridos e que eles apresentam uma estabilidade térmica até 300ºC. Os polímeros com alto grau de conteúdo orgânico mostraram-se solúveis em água e foram facilmente depositados sobre matrizes de sílica, alumina e sílica modificada com um filme de óxido de alumínio (Al/SiO2). Estudos da lixiviação dos polímeros em água, nestas matrizes, mostraram que os mesmos tem melhor aderência na matriz de Al/SiO2. O polímero dabcosilsesquioxano com relação molar TEOS/dabcosil 0,33 impregnado na matriz Al/SiO2 foi usado como adsorvente para CuCl2, ZnCl2 e CdCl2 em solução etanólica, sendo que a capacidade de adsorção dos cloretos metálicos seguiu a ordem CdCl2 > ZnCl2 > CuCl2. A seletividade para a adsorção dos íons metálicos, em situação competitiva, também foi estudada. Os melhores resultados foram encontrados para o cádmio. Os materiais híbridos com menor grau de incorporação orgânica, mostraram-se insolúveis em água. A morfologia destes polímeros foi estudada através da microscopia eletrônica de varredura e de isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio, sendo então obtidas a área superficial específica, a distribuição de tamanho de poros e uma estimativa do tamanho médio de partículas. Um estudo exploratório da potencialidade destes materiais como adsorventes de cátions cádmio em solução aquosa mostrou resultados muito positivos.

Influência do ácido peracético sobre a resistência flexural e rugosidade das cerâmicas do sistema Procera AllCeram

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da imersão em ácido peracético sobre a resistência flexural e rugosidade das cerâmicas do sistema Procera AllCeram. Para cada ensaio foram analisados, o grupo controle e experimental cuja variável foi a imersão em ácido peracético (0,2%), por 50 minutos. A resistência flexural biaxial foi avaliada de acordo com a especificação 6872, da International Organization for Standardization (ISO), que requer um valor mínimo de 50MPa para a cerâmica de cobertura (AllCeram) e 100MPa para a cerâmica de subestrutura (Procera). Para todos os ensaios foram confeccionados 10 corpos de prova, de cada material para compor os grupos experimental (imerso em desinfetante) e controle, com dimensões de (16±0,2)mm de diâmetro por (1,6±0,1)mm de espessura para o AllCeram e, (12±0,2)mm de diâmetro e (1,2±0,2)mm de espessura para o Procera, totalizando 60 corpos de prova. A rugosidade foi avaliada com um rugosímetro utilizando o parâmetro Ra. Os valores médios de resistência flexural biaxial e o desvio padrão dos grupos controle e experimental do Procera e AllCeram foram respectivamente, (440,7±114,77)MPa, (411,6±45,02)MPa, (76,5±3,59)MPa e (86,5±15,41)MPa. Os valores médios da rugosidade e o desvio padrão dos grupos controle e experimental do Procera e AllCeram foram respectivamente: (0,090±0,014)µm, (0,086±0,009) µm, (0,022±0,004)µm e (0,0210±0,006) µm. Quando comparados com a ISO 6872, todos os corpos de prova foram aprovados quanto à resistência flexural. Quando comparados entre si, através do teste “t” de Student não houve diferença significativa entre os grupos experimental e controle de cada um dos ensaios, mostrando que o ácido peracético não interferiu significativamente nas propriedades de resistência flexural e rugosidade dos materiais. Sendo assim, pode-se prever que tal procedimento não trará prejuízos ao desempenho clínico das próteses confeccionadas com as cerâmicas do sistema Procera AllCeram quando consideradas as propriedades analisadas, podendo ser um procedimento clinicamente recomendável. Unitermos: cerâmica odontológica, resistência flexural, rugosidade, ácido peracético.

Monitoramento morfológico do xerogel híbrido 3-(1,4-fenilenodiamina)propil/silica obtido sob diferentes condições de síntese

Neste trabalho, foi obtido o xerogel híbrido 3-(1,4-fenilenodiamina) propil/sílica, usando-se o método sol-gel de síntese, variando-se as condições experimentais de síntese. Foram usados como reagentes precursores o tetraetilortosilicato (TEOS) e o 3-[(1,4-fenilenodiamina)propil]trimetoxisilano (FDAPS) sintetizado em nosso laboratório. As condições experimentais de síntese variadas foram: a concentração de precursor orgânico (FDAPS), a temperatura de gelificação, o tipo de solvente e o pH do meio reacional. O trabalho foi dividido em duas etapas: na primeira, foram obtidas duas séries de materiais onde se variou a temperatura de gelificação (5, 25, 50 e 70 °C), além da quantidade de precursor orgânico (FDAPS), adicionado à síntese (1,5 e 5,0 mmol). Na segunda etapa variou-se o pH do meio reacional (4, 7 e 10) além do tipo de solvente (etanol, butanol e octanol), mantendo-se a quantidade de precursor orgânico adicionado e a temperatura de gelificação constantes em 5,0 mmol e 25 oC, respectivamente. Em ambas etapas utilizou-se HF como catalisador e manteve-se o sistema fechado, porém não vedado, durante a gelificação. Na caracterização dos xerogéis híbridos foram usadas as seguintes técnicas: a) termoanálise no infravermelho, para estimar a estabilidade térmica do componente orgânico além da fração de orgânicos dispersos na superfície; b) isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio, para determinação da área superficial específica, do volume e da distribuição de tamanho de poros; c) análise elementar para estimar a fração de componente orgânico presente no xerogel e d) microscopia eletrônica de varredura onde foi possível observar textura, compactação e presença de partículas primárias nos xerogéis. A partir dos resultados de caracterização foi possível avaliar a influência dos parâmetros experimentais de síntese nas características dos xerogéis híbridos obtidos. Xerogéis híbridos com maior teor de orgânicos foram mais influenciados pela variação da temperatura de gelificação. Um aumento na temperatura de gelificação produz xerogéis com menor porosidade, entretanto, com maior estabilidade térmica do componente orgânico. Considerando-se estabilidade térmica e porosidade, as amostras gelificadas a 25 oC apresentaram os melhores resultados. Em relação à variação de pH e solvente, as amostras gelificadas em pH ácido foram as que apresentaram maior porosidade, enquanto que a maior estabilidade térmica foi alcançada usando-se etanol como solvente.