Glioprotective impact of cell-permeable peptides in preclinical models of amyotrophic lateral sclerosis

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder characterized by progressive degeneration of upper and lower motor neurons. It is mostly sporadic, but about 2% of cases are associated with mutations in the gene encoding the enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1). A major constraint to the comprehension of the pathogenesis of ALS has been long represented by the conviction that this disorder selectively affects motor neurons in a cell-autonomous manner. However, the failure to identify the events underlying the neurodegenerative process and the increased knowledge of the complex cellular interactions necessary for the correct functioning of the CNS has recently focused the attention on the contribution to neurodegeneration of glial cells, including astrocytes. Astrocytes can hurt motor neurons directly by secreting neurotoxic factors, but they can also play a deleterious role indirectly by losing functions that are supportive for neurons. Recently, we reported that a subpopulation of astrocytes degenerates in the spinal cord of hSOD1G93A transgenic mouse model of ALS. Mechanistic studies in cultured astrocytes revealed that such effect is mediated by the excitatory amino acid glutamate.On the bsis of these observations, we next used the established cell culture model as a tool to screen the glioprotective effect of innovative drugs, namely cell-permeable therapeutics. These consist of peptidic effector moieties coupled to the selective intracellular peptide transporter TAT protein. We initially validated the usefulness of these molecules demonstrating that a control fluorescent peptide enters astrocytes in culture and is retained within the cells up to 24-48 h, according to the timing of our cytotoxicity experiments. We then tested the impact of specific intracellular peptides with antiapoptotic properties on glutamate-treated hSOD1G93A- expressing astrocytes and we identified one molecule that protects the cells from death. Chronic treatment of ALS mice with this peptide had a positive impact on the outcome of the disease.

Efeitos do flúor em folhas de plantas aquáticas de Salvinia auriculata

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do flúor em folhas de plantas aquáticas de Salvinia auriculata Aubl., visando fornecer subsídios para a utilização dessa espécie, no monitoramento da poluição ambiental, causada por esse elemento tóxico. As plantas foram cultivadas sob condições controladas, em vasos com solução nutritiva, e submetidas à aplicação de chuva simulada contendo KF, nas concentrações de 0, 13, 26 e 39 mM, pela manhã, durante cinco dias sucessivos. Os resultados evidenciaram a ocorrência de alterações morfológicas, com o desenvolvimento de lesões nos tricomas e na porção adaxial do limbo foliar. As alterações nas atividades das enzimas peroxidase, polifenol oxidase, superóxido dismutase e catalase indicaram a ocorrência de danos oxidativos em resposta ao flúor, embora testes relacionados à peroxidação dos lipídios tenham apresentado resultados negativos. As alterações na concentração de pigmentos também direcionam para a ocorrência de estresse oxidativo, causado pelo flúor, presente na chuva simulada. Como as alterações morfológicas, enzimáticas e na composição de pigmentos, de plantas de S. auriculata, são passíveis de detecção por métodos relativamente simples, elas podem ser empregadas no biomonitoramento da poluição atmosférica, causada por esse elemento altamente reativo.

Plântulas de soja 'Tracajá' expostas ao ozônio sob condições controladas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento inicial, acúmulo de biomassa, trocas gasosas e defesas antioxidativas de soja 'Tracajá', cultivada na Região Amazônica, exposta ao ozônio sob condições controladas. Sementes germinadas em vasos foram levadas para duas câmaras, uma com ar filtrado (AF) e outra com ar filtrado mais 30 ppb de ozônio (AF + O3). Aos 10 e 20 dias após a semeadura, as trocas gasosas, crescimento em altura e acúmulo de biomassa foram medidos; aos 20 dias após a semeadura, as defesas antioxidativas (ácido ascórbico e superóxido dismutase) foram analisadas. Aos 10 dias após a semeadura, a fotossíntese líquida, condutância estomática, transpiração, altura, área foliar e biomassa foram 16, 27, 11, 22, 29 e 18% menores, respectivamente, no tratamento AF + O3. Aos 20 dias após a semeadura, além dessas variáveis, comprimento da raiz, diâmetro do caule e razão raiz:parte aérea foram 10, 15 e 12% menores, respectivamente, apesar da concentração de ácido ascórbico e da atividade da superóxido dismutase terem aumentado. Plântulas de soja 'Tracajá' apresentam baixa tolerância à concentração de 30 ppb de ozônio.

Perfis proteicos e desempenho fisiológico de sementes de café submetidas a diferentes métodos de processamento e secagem

O objetivo deste trabalho foi avaliar os perfis proteicos e o desempenho fisiológico de sementes de café submetidas a diferentes métodos de processamento e secagem. Foram avaliados os processamentos por via seca e úmida, e as secagens natural, em terreiro, e artificial a 60ºC, ou a 60ºC até 30% de umidade e 40ºC até teor final de 11% (base úmida). Após serem processadas e secadas, as sementes foram avaliadas quanto ao desempenho fisiológico e submetidas a análises bioquímicas, por meio da eletroforese de proteínas resistentes ao calor LEA ("late embryogenesis abundant") e das enzimas superóxido dismutase, catalase, peroxidase, esterase, polifenoloxidase, isocitrato desidrogenase, álcool desidrogenase e malato desidrogenase. O perfil proteico de sementes de café é afetado pelo método de processamento e de secagem. Os cafés processados por via úmida apresentam maior tolerância à secagem - revelada pela maior atividade de enzimas antioxidativas e pelo melhor desempenho fisiológico - do que os processados por via seca. A atividade de proteínas resistentes ao calor e de enzimas antioxidantes é variável promissora para diferenciar a qualidade dos cafés submetidos a diferentes manejos pós-colheita.

Indução de resistência à podridão‑amarga em maçãs pelo uso de eliciadores em pós‑colheita

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos eliciadores acibenzolar‑S‑metílico (ASM) e proteína harpina, aplicados em pós‑colheita, na indução de resistência sistêmica à podridão‑amarga em maçãs. Realizaram-se ferimentos mecânicos em maçãs 'Royal Gala' seguidos da aplicação dos eliciadores. Doze horas depois, procedeu-se à inoculação do fungo Colletotrichum gloeosporioides. Após 72 horas, realizaram-se as avaliações quanto à área lesionada e ao número de esporos, bem como a coleta de tecido dos frutos para quantificação de proteínas, açúcares totais e redutores, fenóis totais, e para determinação da atividade das enzimas fenilalanina amônia‑liase, superóxido dismutase, catalase, peroxidase e ascorbato peroxidase. A harpina e, em menor grau, o ASM proporcionaram aumento da atividade da enzima peroxidase e a consequente redução da área lesionada e da esporulação de C. gloeosporioides nas maçãs. Esses eliciadores podem ser utilizados como ferramenta de controle no manejo integrado da podridão‑amarga, em pós‑colheita de maçãs 'Royal Gala'.

Atividade antioxidante de macrófagos alveolares em ratos endotoxêmicos

Avaliou-se o efeito da endotoxemia sobre a atividade antioxidante de macrófagos alveolares em ratos da linhagem Wistar. Foram utilizados 24 ratos machos, com idade entre 90 e 120 dias, os quais foram divididos em dois grupos: controle e endotoxêmico. O grupo endotoxêmico foi submetido à injeção intraperitonial de lipopolissacarídio na dose de 1mg/kg de peso corporal. Após 24 h, coletou-se sangue para contagem total e diferencial de leucócitos; lavado broncoalveolar para contagem total e diferencial dos leucócitos e, a partir de macrófagos isolados deste lavado, foram realizadas as dosagens de superóxido e superóxido dismutase. A endotoxemia aumentou a contagem total de leucócitos e o número de neutrófilos no sangue periférico, no lavado broncoalveolar, e aumentou a produção de superóxido sem modificar a produção da superóxido dismutase. Esses resultados sugerem que a endotoxemia induz a uma resposta inflamatória no pulmão. Contudo, não altera a atividade antioxidante em ratos adultos. Tal fato potencializa a resposta contra agentes infecciosos pelo hospedeiro, mas também pode contribuir na patogênese de injúria pulmonar.

Variação sazonal em antioxidantes em folhas de plantas jovens de Caesalpinia echinata Lam. (pau-brasil)

O ambiente urbano pode gerar condições de estresse oxidativo nas plantas, levando à estimulação de antioxidantes como ácido ascórbico (AA), tióis (Ti), peroxidases (POD) e superóxido dismutase (SOD), em diferentes níveis, de acordo com sua capacidade de tolerar tais condições. Este estudo, em sua primeira fase, buscou conhecer o perfil destas defesas em folhas de plantas jovens de C. echinata com diferentes graus de desenvolvimento. Os níveis dos antioxidantes foram similares em todas as folhas analisadas. Em uma segunda fase, tais antioxidantes e a glutationa (GSH) foram avaliados em 130 plantas mantidas em casa de vegetação com monitoramento constante de temperatura, umidade relativa e irradiância, por um período de 18 meses, para estabelecer se variações sazonais nessas defesas ocorrem em resposta a fatores climáticos. Nesse período, os antioxidantes foliares foram analisados a cada três meses. Em geral, a concentração de AA e a atividade da POD foram altas em C. echinata, quando comparadas com as de outras espécies arbóreas tropicais. Houve variações nas defesas ao longo do tempo. A concentração de GSH e a atividade da POD mostraram ser influenciadas por mudanças na temperatura e a SOD foi estimulada em resposta à temperatura e à umidade relativa.

Enzimas removedoras de radicais livres e proteínas lea associadas à tolerância de sementes milho à alta temperatura de secagem

Sementes de milho tornam-se tolerantes à dessecação à medida que secam naturalmente no campo e, após a maturidade fisiológica, pré-secagem a 35ºC pode induzir tolerância à temperatura de secagem de 50ºC. Nesse trabalho, sementes da cultivar BRS-3060, colhidas com teor de água de 42,2%, submetidas a períodos crescentes de pré-condicionamento apresentaram tolerância crescenteà temperatura de 50ºC, até atingirem o teor de água de 25,9%, quando exibiram o máximo desempenho fisiológico, avaliado por meio de testes de germinação, vigor e atividade de enzimas a-amilase. O presente trabalho teve o objetivo de investigar o padrão eletroforético de enzimas removedoras de radicais livres e de proteínas lea, em sementes tolerantes e intolerantes a alta temperatura de secagem. As atividades das enzimas removedoras superóxido dismutase, peroxidase e catalase, foram detectadas em hipocótilos de plântulas após cinco dias de germinação e a atividade de proteínas lea detectada em eixos embrionários. Os resultados permitiram concluir que a tolerância de sementes de milho à temperatura de 50ºC está associada à atividade da enzima catalase e pouco relacionada à atividade das enzimas superóxido dismutase e peroxidase. Proteínas lea estavam ausentes em sementes de milho intolerantes e sua presença foi associada ao desempenho fisiológico das sementes tolerantes.

Identificação de cultivares de milho, feijão, algodão e soja por meio de enzimas e proteínas resistentes ao calor

Nesta pesquisa foram avaliados o polimorfismo e a estabilidade de isoenzimas e de proteínas resistentes ao calor em sementes de cultivares de milho, feijão, algodão e soja, com diferentes níveis de qualidade fisiológica. As isoenzimas ,álcool desidrogenase, catalase, esterase e superóxido dismutase analisadas conjuntamente, foram eficientes na separação de oito cultivares de milho. Para as cultivares de feijão, pela enzima peroxidase foi possível diferenciar a cultivar Carioca, no entanto, este padrão mostrou-se variável em sementes com baixa germinação. Não foi possível diferenciar as cultivares de algodão pelas enzimas esterase, superóxido dismutase, diaforase e malato desidrogenase. A cultivar Conquista, de soja, foi diferenciada pelos sistemas enzimáticos esterase e superóxido dismutase e a 'BRS-154' pela esterase. Proteínas resistentes ao calor são polimórficas e estáveis para a identificação de cultivares de milho.

Alterações fisiológicas e enzimáticas durante a maturação de sementes de pimenta (Capsicum annuum L.)

O trabalho teve como objetivo avaliar as alterações fisiológicas e enzimáticas em sementes de pimenta, cv. Amarela Comprida, obtidas de frutos colhidos em diferentes estádios de maturação e submetidos ao armazenamento pós-colheita. Os frutos foram colhidos aos 40, 50, 60 e 70 dias após a antese (DAA) e submetidos ao armazenamento por 0, 3, 6, 9, 12 e 15 diaspara, então, proceder à extração das sementes.A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, deterioração controlada e condutividade elétrica. Avaliaram-se, ainda, as alterações nos sistemas enzimáticos malato desigrogenase (MDH), álcool desidrogenase (ADH), superóxido dismutase (SOD) e peroxidase (PO). Melhores resultados de germinação e vigor e maior atividade de enzimas, envolvidas na respiração e proteção contra radicais livres, são observados em sementes obtidas de frutos colhidos a partir de 60 DAA, não sendo necessário o armazenamento destes após a colheita.

Desempenho durante o armazenamento de sementes de pepino submetidas a diferentes métodos de secagem

A secagem de sementes de pepino é etapa obrigatória no seu beneficiamento, bem como o armazenamento para conquistar mercados competitivos e melhores oportunidades de preços. Portanto, o objetivo com este trabalho foi o de avaliar o desempenho fisiológico e bioquímico durante a secagem e armazenamento de sementes de pepino. A cultivar utilizada foi o híbrido de pepino Ômega comercializado pela Agristar Ltda. As sementes foram lavadas e secadas em temperatura ambiente de 25 ºC, 35 ºC e 45 ºC até atingir grau de umidade de 7%. As sementes foram embaladas em sacos de papel multifoliado e armazenadas em condições de ambiente não controlado. As avaliações da qualidade foram realizadas aos 0, 3, 6, 9 e 12 meses pelos testes de germinação, primeira contagem, condutividade elétrica e emergência de plântulas em bandeja. Avaliaram também as atividades enzimáticas de superóxido dismutase, catalase, esterase, lipoxigenase, isocitrato liase e proteína LEA, e por fim o teste de sanidade. A secagem de sementes de pepino, em temperatura ambiente, e a 35 ºC resulta em sementes de melhor qualidade. Ocorre redução da qualidade fisiológica das sementes e da atividade da proteína LEA a partir de seis meses de armazenamento, independente da temperatura de secagem.

Época de colheita e secagem na qualidade de sementes de pimenta Habanero Yellow

As pimentas constituem um dos principais produtos da olericultura brasileira. O interesse das indústrias por espécies picantes, como a pimenta Habanero, tem crescido a cada ano, sobretudo para a produção de molhos e preparados desidratados, o que aumentou a demanda no mercado por sementes de qualidade. O autor teve, através desta pesquisa, por objetivo avaliar os efeitos das épocas de colheita das sementes e da secagem na qualidade das sementes de pimenta Habanero Yellow. Foram utilizadas sementes extraídas de frutos em quatro épocas de colheita (E1 - 50, E2 - 60, E3 - 67 e E4 - 67 DAA e mantidos em repouso por 7 dias após a colheita). As sementes extraídas dos frutos em diferentes épocas de colheita foram submetidas a quatro métodos de secagem: secagem artificial, aos 45 °C, até 8% de teor de água; secagem artificial, aos 35 °C, até 20% de teor de água, seguida de secagem aos 45 °C, até 8% de teor de água; secagem artificial, aos 35 °C, até 8% de teor de água; e secagem natural à sombra até 8% de teor de água). A qualidade fisiológica das sementes antes da secagem foi avaliada por meio dos testes de germinação, emergência e envelhecimento acelerado, além da análise das isoenzimas esterase, superóxido dismutase, peroxidase, malato desidrogenase, álcool desidrogenase e da endo-β-mananase. Após a secagem, a qualidade fisiológica das sementes foi avaliada por meio dos testes de germinação, emergência e deterioração controlada. A qualidade fisiológica das sementes é máxima aos 67 DAA, quando os frutos estão completamente maduros. Maiores valores de germinação e vigor são observados em sementes secadas aos 35 ºC.

Viabilidade e atividade antioxidante de sementes de genótipos de feijão-miúdo submetidos ao estresse salino

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes concentrações salinas na germinação, produção inicial de biomassa e estresse oxidativo de quatro genótipos de feijão-miúdo de uso comum na região de São José do Norte-RS. As sementes dos genótipos Amendoim, Mosqueado, Baio e Preto foram semeadas em rolos de papel "germitest" embebido em solução de cloreto de sódio nas concentrações de zero, 50, 100, 150 e 200 mM e colocados para germinar a temperatura constante de 25 ºC. Os parâmetros avaliados foram: germinação, primeira contagem de germinação, comprimento e massa seca da parte aérea e de raízes das plântulas, peroxidação de lipídios e atividade específica das enzimas antioxidantes superóxido dismutase, ascorbato peroxidase e catalase. O aumento da concentração de sal causou efeito negativo à germinação e primeira contagem das sementes dos quatro genótipos de feijão-miúdo a partir do tratamento com 100 mM de sal. Quanto aos parâmetros de crescimento, a análise conjunta das curvas de regressão, mostrou haver igual tendência para os quatro genótipos, com redução expressiva no crescimento concomitante ao aumento do estresse salino. Os efeitos desse estresse também foram evidenciados pelo aumento na peroxidação de lipídios no tratamento com 200 mM de sal, seguido pela menor capacidade antioxidante das enzimas, uma vez que, nas concentrações intermediárias de sal, as enzimas antioxidantes atuaram de forma eficiente na eliminação das espécies reativas de oxigênio (EROs), evitando o estresse oxidativo. Estes resultados permitem concluir que, nas doses intermediárias de sal, houve um bom desenvolvimento inicial para os quatro genótipos de feijão-miúdo, sendo a melhor resposta obtida no genótipo Amendoim.

Uncovering the role of misfolded SOD1 in the pathogenesis of Amyotrophic Lateral Sclerosis

La sclérose latérale amyothrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative charactérisée par la perte des neurones moteurs menant à la paralysie et à la mort. Environ 20% des cas familiaux de la SLA sont causés par des mutations de la superoxyde dismutase 1 (SOD1), conduisant vers un mauvais repliement de la protéine SOD1, ce qui a comme conséquence un gain de fonction toxique. Plusieurs anticorps spécifiques pour la forme mal repliée de la protéine ont été générés et utilisés comme agent thérapeutique dans des modèles précliniques. Comment le mauvais repliement de SOD1 provoque la perte sélective des neurones moteurs demeure non résolu. La morphologie, le bilan énergétique et le transport mitochondrial sont tous documentés dans les modèles de la SLA basés sur SOD1, la détérioration des mitochondries joue un rôle clé dans la dégénération des neurones moteurs. De plus, la protéine SOD1 mal repliée s’associe sélectivement sur la surface des mitochondries de la moelle épinière chez les modèles de rongeurs de la SLA. Notre hypothèse est que l’accumulation de la protéine SOD1 mal repliée sur les mitochondries pourrait nuire aux fonctions mitochondriales. À cette fin, nous avons développé un nouvel essai par cytométrie de flux afin d’isoler les mitochondries immunomarquées avec des anticorps spécifiques à la forme malrepliée de SOD1 tout en évaluant des aspects de la fonction mitochondriale. Cette méthode permettra de comparer les mitochondries portant la protéine SOD1 mal repliée à celles qui ne la portent pas. Nous avons utilisé un anticorps à conformation spécifique de SOD1, B8H10, pour démontrer que la protéine mal repliée SOD1 s’associe avec les mitochondries de la moelle épinière des rat SOD1G93A d’une manière dépendante du temps. Les mitochondries avec la protéine mal repliée SOD1 B8H10 associée à leur surface (B8H10+) ont un volume et une production excessive de superoxyde significativement plus grand, mais possèdent un potentiel transmembranaire comparable aux mitochondries B8H10-. En outre, la présence de la protéine mal repliée SOD1 reconnue par B8H10 coïncide avec des niveaux plus élevés de la forme pro-apoptotique de Bcl-2. L’immunofluorescence de sections de moelle épinière du niveau lombaire avec l’anticorps spécifique à la conformation B8H10 et AMF7-63, un autre anticorps conformationnel spécifique de SOD1, démontre des motifs de localisations distincts. B8H10 a été trouvé principalement dans les neurones moteurs et dans plusieurs points lacrymaux dans tout le neuropile. Inversement, AMF7-63 a marqué les neurones moteurs ainsi qu’un réseau fibrillaire distinctif concentré dans la corne antérieure. Au niveau subcellulaire, SOD1 possèdant la conformation reconnu par AMF7-63 est aussi localisée sur la surface des mitochondries de la moelle épinière d’une manière dépendante du temps. Les mitochondries AMF7-63+ ont une augmentation du volume comparé aux mitochondries B8H10+ et à la sous-population non marquée. Cependant, elles produisent une quantité similaire de superoxyde. Ensemble, ces données suggèrent qu’il y a plusieurs types de protéines SOD1 mal repliées qui convergent vers les mitochondries et causent des dommages. De plus, différentes conformations de SOD1 apportent une toxicité variable vers les mitochondries. Les protéines SOD1 mal repliées réagissant à B8H10 et AMF7-63 sont présentes en agrégats dans les fractions mitochondriales, nous ne pouvons donc pas prendre en compte leurs différents effets sur le volume mitochondrial. Les anticorps conformationnels sont des outils précieux pour identifier et caractériser le continuum du mauvais repliement de SOD1 en ce qui concerne les caractéristiques biochimiques et la toxicité. Les informations présentes dans cette thèse seront utilisées pour déterminer le potentiel thérapeutique de ces anticorps.

Efeito da administração crônica pós-natal dos ácidos propiônico e metilmalônico sobre o comportamento de ratos no labirinto aquático de Morris (Water Maze) e sobre alguns parâmetros bioquímicos de estresse oxidativo em hipocampo

As acidemias propiônica e metilmalônica são desordens neurometabólicas hereditárias caracterizadas por progressiva deterioração neurológica, retardo mental, atraso no desenvolvimento psicomotor, convulsões e coma. A fisiopatologia do dano cerebral característico destas doenças ainda é pouco conhecida. No presente estudo investigamos o efeito de administração crônica (5o ao 28o dia de vida) dos ácidos propiônico (PA) e metilmalônico (MA), que são os metabólitos acumulados em maiores concentrações nos pacientes portadores das acidemias propiônica e metilmalônica, respectivamente, sobre o comportamento de ratos e sobre alguns parâmetros bioquímicos de estresse oxidativo no hipocampo dos animais. O comportamento dos animais foi avaliado 30 dias após o término do tratamento nas tarefas do labirinto aquático de Morris e no campo aberto. Os parâmetros bioquímicos avaliados foram o potencial antioxidante total do tecido (TRAP) e a atividade das enzimas catalase, superóxido dismutase e glutationa redutase. Todos as análises bioquímicas foram realizadas em hipocampo, estrutura fundamental para a localização espacial, requerida na tarefa do labirinto aquático de Morris. As doses de propionato ou metilmalonato foram administradas de acordo com as preconizadas nos modelos experimentais destas acidemias, tomando em consideração o peso e da idade dos animais. Os ratos controles receberam solução salina nos mesmos volumes. A administração de PA ou MA não alterou o peso dos animais. Entretanto foi encontrado um déficit de aprendizado e memória no grupo tratado com PA, e um déficit de memória no grupo tratado com MA. Nenhum dos grupos testados apresentou alterações na atividade motora (número de cruzamentos) na tarefa do campo aberto. Também determinamos o efeito da co-administração de ácido ascórbico nos animais tratados cronicamente com PA ou MA. Encontramos que o ácido ascórbico preveniu o déficit cognitivo provocado pela administração crônica de PA e MA. Por outro lado, verificamos que os tratamentos crônicos com PA e MA diminuíram o TRAP no hipocampo dos ratos, sem alterar a atividade de nenhuma das enzimas testadas. A prevenção do déficit cognitivo pelo ácido ascórbico associada à diminuição do TRAP no hipocampo dos animais tratados cronicamente com PA ou MA sugere que o estresse oxidativo pode estar relacionado com o déficit cognitivo encontrado no presente trabalho. Concluindo, nossos resultados indicam que o estresse oxidativo pode estar envolvido, ao menos em parte, com o dano cerebral nos pacientes afetados pelas acidemias propiônica e metilmalônica.