From the periphery to the brain: Lipocalin-2, a friend or foe?

Lipocalin-2 (LCN2) is an acute-phase protein that, by binding to iron-loaded siderophores, acts as a potent bacteriostatic agent in the iron-depletion strategy of the immune system to control pathogens. The recent identification of a mammalian siderophore also suggests a physiological role for LCN2 in iron homeostasis, specifically in iron delivery to cells via a transferrin-independent mechanism. LCN2 participates, as well, in a variety of cellular processes, including cell proliferation, cell differentiation and apoptosis, and has been mostly found up-regulated in various tissues and under inflammatory states, being its expression regulated by several inducers. In the central nervous system less is known about the processes involving LCN2, namely by which cells it is produced/secreted, and its impact on cell proliferation and death, or in neuronal plasticity and behaviour. Importantly, LCN2 recently emerged as a potential clinical biomarker in multiple sclerosis and in ageing-related cognitive decline. Still, there are conflicting views on the role of LCN2 in pathophysiological processes, with some studies pointing to its neurodeleterious effects, while others indicate neuroprotection. Herein, these various perspectives are reviewed and a comprehensive and cohesive view of the general function of LCN2, particularly in the brain, is provided.

Transcranial direct current stimulation based metaplasticity protocols in working memory

It has been already shown that delivering tDCS that are spaced by an interval alters its impact on motor plasticity. These effects can be explained, based on metaplasticity in which a previous modification of activity in a neuronal network can change the effects of subsequent interventions in the same network. But to date there is limited data assessing metaplasticity effects in cognitive functioning.

Sistema de apoio à decisão clínica: quality of life system

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão de Sistemas de Informação

Possíveis interfaces entre TDAH e epilepsia

OBJETIVO: Identificar na literatura elementos para explicar uma possível associação entre o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e a epilepsia e orientar quanto ao manejo clínico dos pacientes que compartilham esses transtornos. MÉTODOS: Realizou-se revisão da literatura dos últimos 10 anos nas bases de dados MedLine e Lilacs com a combinação dos descritores "attention deficit hyperactivity disorder", "ADHD" e "epilepsy". RESULTADOS: Sintomas de TDAH são frequentes em síndromes epilépticas idiopáticas. Vários fatores podem contribuir para a coexistência desses transtornos: 1) possibilidade de uma mesma propensão genética; 2) participação dos neurotransmissores noradrenalina e dopamina no TDAH e na modulação da excitabilidade neuronal; 3) anormalidades estruturais do cérebro evidenciadas em epilépticos portadores de TDAH; 4) influência dos efeitos crônicos das crises e das descargas epileptiformes interictais sob a atenção; 5) efeitos adversos das drogas antiepilépticas sob a cognição. CONCLUSÕES: As evidências atuais apontam que crises epilépticas e TDAH podem apresentar bases neurobiológicas comuns. Estudos que avaliam disfunções nas vias de sinalização das catecolaminas cerebrais e o papel das descargas epileptiformes interictais na geração dos sintomas são fundamentais na investigação desses mecanismos. Drogas psicoestimulantes são seguras e eficazes para o tratamento do TDAH na maioria dos portadores de epilepsia.

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)