High-aspect-ratio tridimensional electrode arrays for neural applications

Tese de Doutoramento em Engenharia Biomédica.

Cognitive functioning and efficacy of cognitive intervention in Multiple Sclerosis

Tese de Doutoramento em Psicologia Clínica / Psicologia

Neurobiologia da Cannabis: do sistema endocanabinoide aos transtornos por uso de Cannabis

OBJETIVOS: Diante das lacunas na efetividade das terapêuticas para transtornos por uso de Cannabis, a droga ilícita mais consumida no mundo, este trabalho propõe-se a rever os conhecimentos sobre o substrato neuroanatômico, biomolecular e celular do sistema endocanabinoide, descrever os mecanismos de neuroplasticidade dependente dos canabinoides e relacioná-los com a neurobiologia dos transtornos por uso de Cannabis (abuso e dependência). MÉTODOS: Recorreu-se às bases de dados Medline, Scopus e ISI Web of Knowledge; as palavras-chave pesquisadas foram "Cannabis", "neurobiology", "endocannabinoid system", "endocannabinoids", "receptors, cannabinoid", "neuronal plasticity", "long-term synaptic depression", "long-term potentiation", "marijuana abuse" e "tetrahydrocannabinol". Foram incluídos 80 trabalhos nesta revisão. DISCUSSÃO: A distribuição neuroanatômica, celular e biomolecular do sistema endocanabinoide adequa-se perfeitamente às suas funções de neuromodulação (via neuroplasticidade e metaplasticidade), nomeadamente em vias relacionadas aos transtornos por uso de substâncias. Os canabinoides exógenos perturbam essas funções. CONCLUSÃO: O sistema endocanabinoide contribui para a definição de setpoints em diversas vias neuronais, incluindo vias cruciais na instalação de transtornos por uso de substâncias; com o uso de Cannabis, esses setpoints tornar-se-ão mais permissivos, facilitando os transtornos por uso de Cannabis. Os avanços no entendimento da neurobiologia da Cannabis abrem uma janela de oportunidades para novas estratégias terapêuticas nos transtornos por uso de Cannabis.

“PhenoWorld”: a new multidimensional strategy for studying behaviour in rodents

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Stress-triggered synaptic malfunction: a gate along the path from depressionto dementia

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde.

Hipnose, imobilidade tônica e eletroencefalograma

OBJETIVO: Apresentar uma revisão sobre as características da atividade elétrica cerebral que acompanha a hipnose animal, estado induzido em laboratório em mamíferos por manipulações experimentais, bem como sobre as alterações encontradas no EEG durante o estado de hipnose, visando à discussão dos resultados encontrados na busca de evidências dos fundamentos filogenéticos que possam conduzir ao entendimento dos rudimentos neurais da hipnose humana. MÉTODO: Livros e bases eletrônicas de dados foram consultados. Critério de inclusão: artigos originais publicados entre 1966-2012. Critério de exclusão: artigos que se afastavam da visão eletroneurofisiológica da hipnose. RESULTADOS: Foram encontradas 662 referências, tendo sido selecionados os artigos e livros referenciados. Além desses artigos, foi incluído no estudo o artigo de Hoagland, publicado em 1928, que é um clássico na área de imobilidade tônica em vertebrados. CONCLUSÕES: O estado de hipnose humano resulta de processamentos em inúmeros circuitos paralelos distribuídos em uma complexa rede neuronal, envolvendo, dessa forma, uma ampla área do encéfalo. Na trajetória evolutiva, a grande ampliação dos recursos corticais pode ter tornado as respostas de imobilidade tônica passíveis de modulação consciente, respostas essas ainda presentes nos humanos e que se manifestam involuntariamente em situações de grande ameaça. Vários estudos têm evidenciado mecanismos neurofisiológicos capazes de reforçar a visão da hipnose não só como um eficiente recurso para procedimentos médicos e odontológicos, funcionando como auxiliar na analgesia e sedação, mas também como excelente ferramenta psicoterapêutica.

Inactivation of PNKP by mutant ATXN3 triggers apoptosis by activating the DNA damage-response pathway in SCA3.

Spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3), also known as Machado-Joseph disease (MJD), is an untreatable autosomal dominant neurodegenerative disease, and the most common such inherited ataxia worldwide. The mutation in SCA3 is the expansion of a polymorphic CAG tri-nucleotide repeat sequence in the C-terminal coding region of the ATXN3 gene at chromosomal locus 14q32.1. The mutant ATXN3 protein encoding expanded glutamine (polyQ) sequences interacts with multiple proteins in vivo, and is deposited as aggregates in the SCA3 brain. A large body of literature suggests that the loss of function of the native ATNX3-interacting proteins that are deposited in the polyQ aggregates contributes to cellular toxicity, systemic neurodegeneration and the pathogenic mechanism in SCA3. Nonetheless, a significant understanding of the disease etiology of SCA3, the molecular mechanism by which the polyQ expansions in the mutant ATXN3 induce neurodegeneration in SCA3 has remained elusive. In the present study, we show that the essential DNA strand break repair enzyme PNKP (polynucleotide kinase 3'-phosphatase) interacts with, and is inactivated by, the mutant ATXN3, resulting in inefficient DNA repair, persistent accumulation of DNA damage/strand breaks, and subsequent chronic activation of the DNA damage-response ataxia telangiectasia-mutated (ATM) signaling pathway in SCA3. We report that persistent accumulation of DNA damage/strand breaks and chronic activation of the serine/threonine kinase ATM and the downstream p53 and protein kinase C-d pro-apoptotic pathways trigger neuronal dysfunction and eventually neuronal death in SCA3. Either PNKP overexpression or pharmacological inhibition of ATM dramatically blocked mutant ATXN3-mediated cell death. Discovery of the mechanism by which mutant ATXN3 induces DNA damage and amplifies the pro-death signaling pathways provides a molecular basis for neurodegeneration due to PNKP inactivation in SCA3, and for the first time offers a possible approach to treatment.

Searching for therapeutic strategies in a mouse modelo of Machado-Joseph disease: targeting proteostases

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Development of polymeric nanoparticles containing neuroprotective compounds of Hypericum perforatum

Tese de Doutoramento em Biologia das Plantas - MAP BIOPLANT

The role of IFNγ in higher brain function: in health and under chronic stress

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Study of the retinoic acid regulated genes in the rodent hypothalamus controlling growth and appetite and the potential for the epigenetic control

Dissertação de mestrado em Bioquímica (área de especialização em Biomedicina)

The state of art of biological processes in paternal care

This review of the state of art aimed to present the most recent data on neuronal, neurochemical, hormonal and genetic bases of paternal care using MEDLINE and PsycInfo databases (1970-2013). An integrated model of biological substrates that assist men in the transition to fatherhood is presented. Guided by a genetic background, hypothalamic-midbrain-limbic-paralimbic-cortical circuits were found to be activated in fathers when infant stimuli are presented. A set of specifi c neuropeptides and steroid hormones are produced and seem to be related to brain activation, potentiating the paternal phenotype. Together, genetic, brain and hormonal processes suggest the existence of biological bases of paternal care in humans, activated and enhanced by infant stimuli and responsive to variations in the father-infant relationship.

Pre-clinical trials for Machado-Joseph Disease: Hypothesis-based and hypothesis-free therapeutic approaches

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Desórdenes Congénitos de la Glicosilación (CDG). Primera investigación Argentina de patologías genéticas causadas por defectos en la biosíntesis de las glicoproteínas: estudios clínicos, bioquímicos y moleculares para la identificación y caracterización de las distintas variantes

La caracterización de nuevas patologías causadas por defectos en la glicosilación de proteínas se ha incrementado exponencialmente en los últimos cinco años. Los Desórdenes Congénitos de la Glicosilación ó Congenital Disorders of Glycosylation, sigla en inglés, CDG, comprenden defectos en la biosíntesis de las glicoproteínas, ya sea en la vía de la N-glicosilación, como así también de la O-glicosilación proteica. La presentación fenotípica es multisistémica, existen más de 500 genes que codifican para proteínas implicadas en procesos de glicosilación, poniendo de manifiesto la importancia crucial de la glicobiología en los procesos celulares. La mayoría de los CDG conocidos hasta el momento son defectos de N-glicosilación (clasificadas CDG-Ia hasta CDG-Im y CDG-IIa hasta CDG-IIf), aunque están siendo descritas alteraciones de O-glicosilación, como causa primaria de diferentes distrofias musculares, condrodisplasias, mucolipidosis I y II; Síndrome de Exostosis Múltiple Hereditario (EMH), trastornos de la migración neuronal e incluso existen defectos combinados de N- y O-glicosilación. Presentan una mortalidad infantil elevada, de aproximadamente un 25% por infecciones graves o fallos orgánicos. Las principales manifestaciones clínicas son: retraso psicomotor, convulsiones, hipotonía axial, estrabismo e hipoplasia cerebelosa, entre las características más frecuentes, acompañadas en algunos casos por dismorfias, hepatopatía, coagulopatía, enteropatía, entre otras manifestaciones, sin existir un patrón único de expresión clínica y pudiendo observarse manifestaciones inusuales de la enfermedad. Existe en nuestro medio un sub-diagnóstico de estas patologías, atribuible al desconocimiento de la gran variabilidad fenotípica y a la falta de metodologías para su diagnóstico. El estudio de alteraciones de la glicosilación proteica permitirá la identificación de diferentes clases de CDG como responsables de síndromes clínicos no explicados e incluso el hallazgo de nuevas variantes de estas patologías en nuestro medio. Como Objetivo General, se desea contribuir al desarrollo de un capítulo inédito en Latinoamérica, en el área de las Enfermedades Metabólicas Hereditarias, desde los diferentes aspectos: clínico, bioquímico y molecular, conjuntamente con la aplicación de criterios cada vez más amplios para la detección de CDG en nuestro medio y el conocimiento de los aspectos fisiopatogénicos propios de estas enfermedades.

Gangliósidos, Neuritogénesis y Regeneración Neural "in vitro"

El presente plan tiene como objetivo general la caracterización de factores celulares y moleculares que afecten la sobrevida, la diferenciación neural y la regeneración axonal en células del sistema nervioso central (SNC). Las neuronas maduras de vertebrados superiores son incapaces de regenerar sus axones dañados, razón por la cual todo estudio experimental de regeneración axonal "in vitro", si bien aporta conocimientos básicos, tiene potenciales aplicaciones prácticas en relación a la recuperación de la función neuronal. Diversos estudios de regeneración axonal, especialmente para las células gangionares (CGR) han sido realizados con cultivos de células retinales. Estos cultivos están compuestos por diversos tipos de neuronas, lo que hace que cuando se quiere determinar los efectos de un agente trófico, no sea éste el mejor sistema dado que los efectos observados pueden estar afectados por otros tipos celulares del cultivo. Por ello, para optimizar un modelo para estos estudios, hemos desarrollado un método de cultivo para las CGR purificadas por "panning" de retinas de embrión de pollo de diverso desarrollo ontogénico. Las CGR son sembradas a baja densidad en un medio sintético que especialmente hemos formulado (BP5). (...) En base a la experiencia adquirida, y utilizando las técnicas puestas en marcha en nuestro laboratorio, nos proponemos caracterizar, mediante el análisis de parámetros bioquímicos y de video-microscopía con analizador de la diferenciación y el crecimiento axonal de las CGR purificadas. Las CGR serán cultivadas en condiciones basales con el medio PB5, o en presencia de diversos factores de crecimiento, sustancias de la matriz extracelular y gangliósidos exógenos, agregados individualmente o en combinación. En estas condiciones se correlacionarán los efectos observados con los cambios en los "patterns" de síntesis y expresión de los gangliósidos y con el flujo intracelular de Ca2+.