Sistemas dopaminérgicos e ação antipsicótica : abordagens experimentais e teóricas

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsicóticos atípicos de baixo preço comercial e também procurar entender o mecanismo de ação que leva a um perfil antipsicótico atípico. Os resultados da tese são divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e teóricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necessária primeiramente a programação de um software para medir locomoção em roedores após filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamatérgico – que sabidamente está envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia – promovendo a captação astrocitária de glutamato. Já a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de cálcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado às suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopaminérgicos do tipo D2 A guanosina diminuiu o aumento de locomoção induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que não apresentou efeito sobre o aumento de locomoção induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsicótico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomoção induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que não causam efeitos catalépticos importantes. Portanto, foi concluído que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsicótico atípico, com as vantagens de já estarem disponíveis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsicóticos atípicos disponíveis comercial. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados teóricos matemáticos que podem ser derivados da teoria da lei de ação das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando também resultados experimentais já conhecidos de PET Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferenças entre os perfis antipsicóticos atípicos e típicos em relação à geração de sinais extrapiramidais. É discutido que fatores culturais e comerciais relacionados à posologia atual empregada no tratamento com antipsicóticos típicos podem ser os responsáveis pelas diferenças de perfis, uma vez que alguns deles são prescritos em doses proporcionalmente maiores em relação à sua afinidade, atingindo assim maiores níveis de bloqueio dopaminérgico no estriado. Uma curta meia-vida plasmática também é apontada como um possível parâmetro importante na geração de um perfil atípico. É mostrado ainda alguns erros de concepção relacionados ao curso temporal da ocupação dopaminérgica que tem sido atualmente cometidos na literatura científica, como o conceito de meia-vida de ocupação de receptores. Como um último resultado teórico, é proposto um algoritmo para a redução de dose em pacientes tratados com antipsicóticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais

Aplicações de processos estocásticos à Biomedicina

A presente dissertação, como já indicado no próprio título, versa sobre exemplos de aplicações da teoria dos processos estocásticos a problemas oriundos de biologia e medicina. É inegável o imenso auxílio que a matemática prestou e vem prestando no desenvolvimento de conhecimentos de diversas áreas de pesquisa ao longo da história da ciência. Em particular, numa estreita relação simbiótica com a física, modelos matemáticos realizaram grandes proezas ao descrever e predizer satisfatoriamente diversos fenômenos , fazendo até mesmo com que a matemática fosse valorizada a um nível de linguagem própria da natureza, principalmente no início do século passado com as grandes revoluções da física teórica. Em grande parte inspirados por tal sucesso, muitos matemáticos têm se voltado para estudar e tentar descrever os fenômenos biológicos. A biologia matemática, que podemos dizer ser uma ciência relativamente nova, é hoje em dia um dos ramos de aplicação da matemática que mais cresce, e que tem ganho cada vez mais respeito e adeptos. Principalmente a partir da metade do último século, vários problemas de áreas biomédicas têm sido cada vez mais atacados com o auxílio sistemático da matemática. Geralmente, os pesquisadores experimentais das áreas biomédicas reportam um grande número de resultados e dados empíricos. A matemática entra para tentar fazer uma costura de tais resultados, de maneira a sintetizá-los numa teoria unificadora. Como aplicações em outras áreas, os modelos são mais elegantes quando não só podem descrever resultados já conhecidos, como também são capazes de predizer resultados futuros. Embora ainda seja uma área de garimpo e muitos modelos estão ainda num estágio de primeira aproximação, a biologia matemática já mostra importantes utilidades de aplicações reais no entendimento dos processos biológicos, e inclusive alguns prêmios Nobel já foram distribuídos a fisiologistas que utilizaram matemática nas suas pesquisas

Estudo da proteína S100B na doença de Parkinson e no parkinsonismo atípico

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Sistemas dopaminérgicos e ação antipsicótica : abordagens experimentais e teóricas

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsicóticos atípicos de baixo preço comercial e também procurar entender o mecanismo de ação que leva a um perfil antipsicótico atípico. Os resultados da tese são divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e teóricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necessária primeiramente a programação de um software para medir locomoção em roedores após filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamatérgico – que sabidamente está envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia – promovendo a captação astrocitária de glutamato. Já a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de cálcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado às suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopaminérgicos do tipo D2 A guanosina diminuiu o aumento de locomoção induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que não apresentou efeito sobre o aumento de locomoção induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsicótico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomoção induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que não causam efeitos catalépticos importantes. Portanto, foi concluído que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsicótico atípico, com as vantagens de já estarem disponíveis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsicóticos atípicos disponíveis comercial. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados teóricos matemáticos que podem ser derivados da teoria da lei de ação das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando também resultados experimentais já conhecidos de PET Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferenças entre os perfis antipsicóticos atípicos e típicos em relação à geração de sinais extrapiramidais. É discutido que fatores culturais e comerciais relacionados à posologia atual empregada no tratamento com antipsicóticos típicos podem ser os responsáveis pelas diferenças de perfis, uma vez que alguns deles são prescritos em doses proporcionalmente maiores em relação à sua afinidade, atingindo assim maiores níveis de bloqueio dopaminérgico no estriado. Uma curta meia-vida plasmática também é apontada como um possível parâmetro importante na geração de um perfil atípico. É mostrado ainda alguns erros de concepção relacionados ao curso temporal da ocupação dopaminérgica que tem sido atualmente cometidos na literatura científica, como o conceito de meia-vida de ocupação de receptores. Como um último resultado teórico, é proposto um algoritmo para a redução de dose em pacientes tratados com antipsicóticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais

Dopaminergic systems and antipsychotic action: experimental and theoretical approaches

The aims of this work were the search for new atypical antipsychotics presenting low cost and the understanding of the mechanism of action leading to atypical antipsychotic profile. The results obtained are presented in two distinct parts based on their nature, namely, experimental (first part) or theoretical (second part). For the development of the first part, a webcam based software to measure locomotion of rodents was programmed. After that, it was investigated the effect of guanosine, flunarizine and cinnarizine on animal models of psychosis, as well as in other behavioral tasks. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system – which is known to be involved in the pathophysiology of schizophrenia – by promoting astrocytic glutamate reuptake. Flunarizine and cinnarizine, two calcium channel blockers commonly used in many countries to treat vertigo and migraine, were chosen because they were shown to induce extrapyramidal signs in elder patients, which was later related to moderate antagonist properties at dopamine D2 receptors. Guanosine was able to reduce a NMDA antagonist (MK-801) induced hyperlocomotion, whereas it had no effect on the hyperlocomotion induced by amphetamine, and it is discussed that its utility as antipsychotic drug should be further evaluated. Both cinnarizine and flunarizine were able to reduce the hyperlocomotion induced by MK-801 and amphetamine at doses that presented no significant cataleptic behavior. It was therefore concluded that these compounds have a potential atypical antipsychotic profile, with the advantage of already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost when compared to current commercially available atypical antipsychotics. The second part of this thesis presents some theoretical mathematical results that can be derived from the law of mass action theory applied to receptor binding linked with known PET experimental data. These results present insights to the understanding of the differences between typical and atypical profile of antipsychotics regarding the generation of extrapyramidal syndrome. It is argued that cultural and commercial aspects related to the nowadays employed posology of typical antipsychotics can be responsible for the difference seen in profile, once some typical antipsychotics are prescribed in proportionally higher doses in relation to their affinities, leading therefore to higher dopaminergic blockade. A short plasmatic half-life is also pointed as a possible important factor leading to an atipical profile. Moreover, the second part of this thesis also points to some misconception currently being used in the scientific literature regarding the time-course of dopaminergic occupation, such as the concept of receptor occupation half-life. As a last theoretical based result, it is proposed an algorithm for antipsychotic dose reduction in patients presenting extrapyramidal signs and symptoms.Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsicóticos atípicos de baixo preço comercial e também procurar entender o mecanismo de ação que leva a um perfil antipsicótico atípico. Os resultados da tese são divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e teóricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necessária primeiramente a programação de um software para medir locomoção em roedores após filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamatérgico – que sabidamente está envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia – promovendo a captação astrocitária de glutamato. Já a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de cálcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado às suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopaminérgicos do tipo D2. A guanosina diminuiu o aumento de locomoção induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que não apresentou efeito sobre o aumento de locomoção induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsicótico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomoção induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que não causam efeitos catalépticos importantes. Portanto, foi concluído que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsicótico atípico, com as vantagens de já estarem disponíveis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsicóticos atípicos disponíveis comercialmente nos dias de hoje. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados teóricos matemáticos que podem ser derivados da teoria da lei de ação das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando também resultados experimentais já conhecidos de PET. Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferenças entre os perfis antipsicóticos atípicos e típicos em relação à geração de sinais extrapiramidais. É discutido que fatores culturais e comerciais relacionados à posologia atual empregada no tratamento com antipsicóticos típicos podem ser os responsáveis pelas diferenças de perfis, uma vez que alguns deles são prescritos em doses proporcionalmente maiores em relação à sua afinidade, atingindo assim maiores níveis de bloqueio dopaminérgico no estriado. Uma curta meia-vida plasmática também é apontada como um possível parâmetro importante na geração de um perfil atípico. É mostrado ainda alguns erros de concepção relacionados ao curso temporal da ocupação dopaminérgica que tem sido atualmente cometidos na literatura científica, como o conceito de meia-vida de ocupação de receptores. Como um último resultado teórico, é proposto um algoritmo para a redução de dose em pacientes tratados com antipsicóticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais

Hippocampal Cb-2 receptors : an untold story

The field of cannabinoid research has been receiving ever-growing interest. Ongoing debates worldwide about the legislation of medical cannabis further motivates research into cannabinoid function within the central nervous system (CNS). To date, two well-characterized cannabinoid receptors exist. While most research has investigated Cb-1 receptors (Cb(1)Rs), Cb-2 receptors (Cb(2)Rs) in the brain have started to attract considerable interest in recent years. With indisputable evidence showing the wide-distribution of Cb(2)Rs in the brain of different species, they are no longer considered just peripheral receptors. However, in contrast to Cb(1)Rs, the functionality of central Cb(2)Rs remains largely unexplored. Here we review recent studies on hippocampal Cb(2)Rs. While conflicting results about their function have been reported, we have made significant progress in understanding the involvement of Cb(2)Rs in modulating cellular properties and network excitability. Moreover, Cb(2)Rs have been shown to be expressed in different subregions of the hippocampus, challenging our prior understanding of the endocannabinoid system. Although more insight into their functional roles is necessary, we propose that targeting hippocampal Cb(2)Rs may offer novel therapies for diseases related to memory and adult neurogenesis deficits

Estudo da catalepsia induzida por cinarzina e flunarizina em camundongos

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