Child abuse: underlying mechanisms

Exposure to traumatic stress during childhood, in the form of abuse or neglect, is related to an increased vulnerability resulting in the development of several pathologies, this relation has been confi rmed by epidemiological studies; however, the neural mechanisms underlying such abnormalities are still unknown. Most of the research done has focused on the effects in the infant, and only recently it has begun to focus on the neurobiological changes in the abusive parents. In this article, I review some of the studies using animal models of early adverse trauma and present some of the data on neural changes. Further studies of brain abnormalities in abusive parents are still needed.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Factores perinatales para riesgo de sobrepeso y obesidad en niños de 4 a 5 años en Colombia 2010.

Introducción: La OMS revela que en 2010 alrededor de 43 millones de niños menores de 5 años presentan sobrepeso. En Colombia según la Encuesta Nacional de Situación Nutricional en Colombia en su versión 2005, mostraba una prevalencia general de sobrepeso de 3.1% niños de 0 a 4 años. Es una condición de salud de origen multifactorial en la que interviene factores genéticos, ambientales, maternos y perinatales. Objetivo: Establecer la asociación de riesgo entre el bajo peso al nacer y el desarrollo de sobrepeso y obesidad en niños de 4 a 5 años. Metodología: Se realizó un estudio observacional descriptivo retrospectivo de corte transversal con los datos nutricionales, maternos y perinatales de la Encuesta Nacional de Demografía en Salud del año 2010 en Colombia. Se analizó la asociación entre la variable independiente bajo peso al nacer con el desenlace sobrepeso y obesidad en menores de 4 a 5 años, usando como medida el IMC según la edad. Se realizaron análisis univariados, bivariados y de regresión logística con un modelo de riesgo según las variables que inciden en el desenlace y la variable independiente. Resultados: La muestra obtenida para el estudio fue de 2166 niños de 4 a 5 años de edad quienes cumplían los criterios de inclusión. La prevalencia de sobrepeso u obesidad en la primera infancia fue de 21.8% (472) y el bajo peso al nacer. Los resultados sugieren la asociación de bajo peso y sobrepeso u obesidad es de ORajustado= 0.560 (0.356 – 0.881). Conclusiones: Los resultados sugieren que existe una asociación como factor protector entre el bajo peso y el sobrepeso u obesidad en la primera infancia. Sin embargo, debido al comportamiento de las variables consideradas en la muestra no hay suficiente información para rechazar completamente la hipótesis nula.

Diabetes gestacional como factor de riesgo para incontinencia urinaria: revisión sistemática de la literatura

La diabetes mellitus es una de las patologías frecuentes durante el embarazo, existe literatura que la ha relacionado con un mayor riesgo de aparición de incontinencia urinaria en el postparto patología que de manera clara afecta la calidad de vida de las mujeres, pero a la fecha la literatura no es concluyente. Con la presente revisión sistemática se pretendió evaluar la evidencia relacionada con la diabetes gestacional como causa de incontinencia urinaria en el postparto.

Eficacia y seguridad de la melatonina para el manejo de los trastornos del sueño en el autismo: meta-análisis

INTRODUCCIÓN: El 80% de los niños y adolescentes con trastornos del espectro autista (TEA) presenta algún trastorno del sueño, en cuya génesis al parecer intervienen alteraciones en la regulación de la melatonina. El objetivo de este metaanálisis fue determinar la eficacia y seguridad de la melatonina para el manejo de ciertos trastornos del sueño en niños con TEA. MÉTODOS: Tres revisores extrajeron los datos relevantes de los ensayos clínicos aleatorizados doble ciego de alta calidad publicados en bases de datos primarias, de ensayos clínicos, de revisiones sistemáticas y de literatura gris; además se realizó búsqueda en bola de nieve. Se analizaron los datos con RevMan 5.3. Se realizó un análisis del inverso de la varianza por un modelo de efectos aleatorios para las diferencias de medias de los desenlaces propuestos: duración del tiempo total, latencia de sueño y número de despertares nocturnos. Se evaluó la heterogeneidad interestudios con el parámetro I2 RESULTADOS: La búsqueda inicial arrojó 355 resultados, de los cuales tres cumplieron los criterios de selección. La melatonina resultó ser un medicamento seguro y eficaz para aumentar la duración total del sueño y disminuir la latencia de sueño en niños y adolescentes con TEA; hasta el momento la evidencia sobre el número de despertares nocturnos no es estadísticamente significativa. DISCUSIÓN: A la luz de la evidencia disponible, la melatonina es una elección segura y eficaz para el manejo de ciertos problemas del sueño en niños y adolescentes con TEA. Es necesario realizar estudios con mayores tamaños muestrales y comparados con otros medicamentos disponibles en el mercado.

Estudio piloto de la relación entre el aumento de la velocidad de onda del pulso en arteria carótida común medida por resonancia magnética y los factores de riesgo vasculares clásicos en sujetos con sospecha de lesión cerebrovascular isquémica

Arterial stiffness assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (cfPWV) measurement is now well accepted as an independent predictor of vascular mortality and morbidity. However, the value of cfPWV has been considered to be limited for risk classification in patients with several vascular risk factors. Magnetic resonance (MR) allows measurement of PWV between two points, though to date mainly used to study the aorta. To assess the common carotid artery pulse wave velocity by magnetic resonance, determine their association with classical vascular risk factors and ischemic brain injury burden in patients with suspected ischemic cerebrovascular disease

A fisiologia da pele de rato é modificada pela idade

Os modelos animais têm sido úteis para estudar mecanismos específicos que afetam a pele humana. É o caso do envelhecimento e das alterações micromecânicas que determinam o enrugamento (a formação de rugas) nos ratinhos irradiados com UV. Estes modelos permitiram perceber que o envelhecimento envolve muitas respostas mecânicas peculiares que não podem ser explicadas pela deformação homogénea da pele. No entanto, a diferença entre o tempo de vida destas espécies afeta também os processos e este é um aspeto principal a ter em conta. Este projeto é direcionado à comparação das propriedades cutâneas de dois grupos de ratos Wistar com diferentes idades – ratos jovens-adultos (n=7, 20-24 semanas) e adultos-velhos (n=5, 48-72 semanas). Medições não-invasivas de perda transepidérmica de água (PTEA), hidratação superficial (MoistureMeter) e biomecânica (Reviscometer e Cutometer por MPA80) foram realizadas nas zonas dorsais (pescoço, dorso-posterior) do animal durante 5 dias, permitindo comparações estatísticas entre grupos. Os resultados não revelaram diferenças significativas para a PTEA, firmeza ou viscoelasticidade entre os dois grupos. Contudo, foi notada uma diminuição significativa, próxima de 40%, da hidratação da pele no grupo dos ratos adultos-velhos. Estes resultados, apesar de preliminares, se fizermos a translação para os seres humanos poderiam ser úteis para avaliar mudanças relacionadas à idade em processos como a recuperação cutânea, ou eficácia / segurança de pensos, onde a hidratação é um factor determinante. Asua potencial utilização para a predição da eficácia e/ou segurança dos produtos de aplicação tópica para idosos em comparação aos adultos merecem ser exploradas.

Cannabidiol displays antiepileptiform and antiseizure properties in vitro and in vivo

Plant-derived cannabinoids (phytocannabinoids) are compounds with emerging therapeutic potential. Early studies suggested that cannabidiol (CBD) has anticonvulsant properties in animal models and reduced seizure frequency in limited human trials. Here, we examine the anti-epileptiform and anti-seizure potential of CBD using in vitro electrophysiology and an in vivo animal seizure model, respectively. CBD (0.01-100 muM) effects were assessed in vitro using the Mg(2+)-free and 4-aminopyridine (4-AP) models of status epilepticus-like epileptiform activity in hippocampal brain slices via multi-electrode array (MEA) recordings. In the Mg(2+)-free model, CBD decreased epileptiform local field potential (LFP) burst amplitude (in CA1 and dentate gyrus (DG) regions) and burst duration (in all regions) and increased burst frequency (in all regions). In the 4-AP model, CBD decreased LFP burst amplitude (in CA1, only at 100 muM CBD), burst duration (in CA3 and DG), and burst frequency (in all regions). CBD (1, 10 and 100 mg/kg) effects were also examined in vivo using the pentylenetetrazole (PTZ) model of generalised seizures. CBD (100 mg/kg) exerted clear anticonvulsant effects with significant decreases in incidence of severe seizures and mortality in comparison to vehicle-treated animals. Finally, CBD acted with only low affinity at cannabinoid CB(1) receptors and displayed no agonist activity in [(35)S]GTPgammaS assays in cortical membranes. These findings suggest that CBD acts to inhibit epileptiform activity in vitro and seizure severity in vivo. Thus, we demonstrate the potential of CBD as a novel anti-epileptic drug (AED) in the unmet clinical need associated with generalised seizures.

Probiotics and cancer: from in vitro to human studies

Studies in cell cultures and animal models provide evidence that probiotics can beneficially influence various stages in development of colon cancer including tumor initiation, promotion and metastasis. For example, oral administration of Lactobacillus and Bifidobacterium strains can prevent genotoxic damage to the colonic epithelium (considered to be an early stage of the carcinogenic process). Administration to rats of probiotics reduced the incidence of carcinogen-induced pre-cancerous lesions (aberrant crypt foci) in the colon. Furthermore a combination of Bifidobacterium longum and inulin (a prebiotic) was more effective than either treatment alone. In this latter study, the dietary treatments were given after exposure to the carcinogen, which suggests that the protective effects were being exerted at the promotional phase of carcinogenesis. L. acidophilus feeding has been shown to decrease the incidence of colon tumors in rats challenged with a carcinogen and B. longum reduced the incidence of carcinogeninduced colon, liver and mammary tumors. There is limited evidence from epidemiological studies for protective effects of products containing probiotics in humans, but a number of recent dietary intervention studies in healthy subjects and in polyp and cancer patients have yielded promising results on the basis of biomarkers of cancer risk and grade of colorectal tumors.

Diet, fecal water, and colon cancer - development of a biomarker

Colorectal cancer (CRC) is a leading cause of cancer incidence worldwide. Lifestyle factors, especially dietary intake, affect the risk of CRC development. Suitable risk biomarkers are required in order to assess the effect that specific dietary components have on CRC risk. The relationship between dietary intake and indicators of fecal water activity has been assessed using cell and animal models as well as human studies. This review summarizes the literature on fecal water and dietary components with a view to establishing further the potential role of fecal water as a source of CRC risk biomarkers. The literature indicates that fecal water activity markers are affected by specific dietary components linked with CRC risk: red meat, saturated fats, bile acids, and fatty acids are associated with an increase in fecal water toxicity, while the converse appears to be true for calcium, probiotics, and prebiotics. However, it must be acknowledged that the study of fecal water is still in its infancy and a number of issues need to be addressed before its usefulness can be truly gauged.

Isolation and characterization of human colonic bacteria able to hydrolyse chlorogenic acid

Free hydroxycinnamates, including caffeic, ferulic and p-coumaric acids, exhibit antioxidant and anticarcinogenic properties both in vitro and in animal models. Given that the gut flora has a major role in human nutrition and health, some of the beneficial effects of phenolic acids may be ascribed to the microflora involved in metabolism.

Development of an ex vivo human skin model for intradermal vaccination : tissue viability and Langerhans cell behaviour

The presence of resident Langerhans cells (LCs) in the epidermis makes the skin an attractive target for DNA vaccination. However, reliable animal models for cutaneous vaccination studies are limited. We demonstrate an ex vivo human skin model for cutaneous DNA vaccination which can potentially bridge the gap between pre-clinical in vivo animal models and clinical studies. Cutaneous transgene expression was utilised to demonstrate epidermal tissue viability in culture. LC response to the culture environment was monitored by immunohistochemistry. Full-thickness and split-thickness skin remained genetically viable in culture for at least 72 h in both phosphate-buffered saline (PBS) and full organ culture medium (OCM). The epidermis of explants cultured in OCM remained morphologically intact throughout the culture duration. LCs in full-thickness skin exhibited a delayed response (reduction in cell number and increase in cell size) to the culture conditions compared with split-thickness skin, whose response was immediate. In conclusion, excised human skin can be cultured for a minimum of 72 h for analysis of gene expression and immune cell activation. However, the use of split-thickness skin for vaccine formulation studies may not be appropriate because of the nature of the activation. Full-thickness skin explants are a more suitable model to assess cutaneous vaccination ex vivo.

Variation in the autism candidate gene GABRB3 modulates tactile sensitivity in typically developing children

Background: Autism spectrum conditions have a strong genetic component. Atypical sensory sensitivities are one of the core but neglected features of autism spectrum conditions. GABRB3 is a well-characterised candidate gene for autism spectrum conditions. In mice, heterozygous Gabrb3 deletion is associated with increased tactile sensitivity. However, no study has examined if tactile sensitivity is associated with GABRB3 genetic variation in humans. To test this, we conducted two pilot genetic association studies in the general population, analysing two phenotypic measures of tactile sensitivity (a parent-report and a behavioural measure) for association with 43 SNPs in GABRB3. Findings: Across both tactile sensitivity measures, three SNPs (rs11636966, rs8023959 and rs2162241) were nominally associated with both phenotypes, providing a measure of internal validation. Parent-report scores were nominally associated with six SNPs (P <0.05). Behaviourally measured tactile sensitivity was nominally associated with 10 SNPs (three after Bonferroni correction). Conclusions: This is the first human study to show an association between GABRB3 variation and tactile sensitivity. This provides support for the evidence from animal models implicating the role of GABRB3 variation in the atypical sensory sensitivity in autism spectrum conditions. Future research is underway to directly test this association in cases of autism spectrum conditions.

PASSCLAIM: diet-related cancer

The strongest markers presently available are precancerous lesions (e. g. polyps or aberrant crypt foci) in humans and precancerous lesions and tumours in animal models. The only marker that presently can be used for a 'reduction of disease risk' claim (type B) for food components is 'polyp recurrence'. Type B claims cannot be made on the basis of results in animal models. All of the other biomarkers examined presently lack validation against the 'true endpoint', the tumour, and thus cannot be used for type B claims. 'Reduction of disease risk' claims in the area of 'diet-related cancer' should be based primarily on human intervention studies using relevant/acceptable endpoints. An important area for future research will be the validation of these surrogate endpoints.

Carbon monoxide protects against oxidant-induced apoptosis via inhibition of Kv2.1

Oxidative stress induces neuronal apoptosis and is implicated in cerebral ischemia, head trauma, and age-related neurodegenerative diseases. An early step in this process is the loss of intracellular K(+) via K(+) channels, and evidence indicates that K(v)2.1 is of particular importance in this regard, being rapidly inserted into the plasma membrane in response to apoptotic stimuli. An additional feature of neuronal oxidative stress is the up-regulation of the inducible enzyme heme oxygenase-1 (HO-1), which catabolizes heme to generate biliverdin, Fe(2+), and carbon monoxide (CO). CO provides neuronal protection against stresses such as stroke and excitotoxicity, although the underlying mechanisms are not yet elucidated. Here, we demonstrate that CO reversibly inhibits K(v)2.1. Channel inhibition by CO involves reactive oxygen species and protein kinase G activity. Overexpression of K(v)2.1 in HEK293 cells increases their vulnerability to oxidant-induced apoptosis, and this is reversed by CO. In hippocampal neurons, CO selectively inhibits K(v)2.1, reverses the dramatic oxidant-induced increase in K(+) current density, and provides marked protection against oxidant-induced apoptosis. Our results provide a novel mechanism to account for the neuroprotective effects of CO against oxidative apoptosis, which has potential for therapeutic exploitation to provide neuronal protection in situations of oxidative stress.