Changes in hippocampal astrocyte morphology of Ruddy turnstone (Arenaria interpres) during the wintering period at the mangroves of Amazon

Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brazil.Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brazil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brazil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brazil / Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Laboratório de Microscopia Eletrônica. Belém, PA, Brasil.Astrocytes are essential for lipid neuronal metabolism in long-distance uninterrupted migratory flights, when glucose is not available as the main source of energy. We previously demonstrated in Calidris pusilla that after uninterrupted 5 days transatlantic flight, astrocytes shrink and reduce its number in the hippocampal formation. Here we shifted our attention to the wintering period and tested the hypothesis that hippocampal astrocyte morphology of A interpres will change as the wintering period progresses towards the premigration window. To that end we used Arenaria interpres, which also crosses the Atlantic Ocean and reaches the mangroves of the Amazon River estuary for wintering. Birds were captured in September/October (closer to the arrival in the coast of Bragança, Para, Brazil for wintering) and in April/May (closer to the departure towards the breeding sites) and had their brains processed for selective GFAP-astrocyte immunolabeling. Three-dimensional reconstructions of the immunostained astrocytes were performed and morphological classification was done based on hierarchical cluster and discriminant analysis of multimodal morphometric features. We found two morphological phenotypes of astrocytes in the newcomers which differentially increased its morphological complexities as wintering period progresses towards the pre-migration window. Taken together, our findings demonstrate that the long-distance non-stop flight and wintering period differentially affected the two astrocytes morphotypes, suggesting distinct physiological roles for these cells. We suggest that morphological changes during the wintering period, may be part of the adaptive plasticity of the local hippocampal circuits of A. interpres in preparation for the long journey back to their breeding sites in the north hemisphere

Plasticity in the hippocampal formation of shorebirds during the wintering period: stereological analysis of parvalbumin neurons in Actitis macularius

This research was supported by: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Programa Ciências do Mar II; The Canadian Bureau for International Education (CBIE); the Brazilian Research Council (CNPq) Edital Universal Grant number 440722/2014-4; Fundação Amazônia Paraense de Amparo à Pesquisa (FAPESPA); Programa de Apoio a Núcleos Emergentes and Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP); Instituto Brasileiro de Neurociências (IBNnet); and the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC).Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia. Bragança, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil / Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Laboratório de Microscopia. Ananindeua, PA, Brasil.The number of parvalbumin neurons can be modified by social, multisensory, and cognitive stimuli in both mammals and birds, but nothing is known about their plasticity in long-distance migratory shorebirds. Here, in the spotted sandpiper (Actitis macularius), we investigated the plasticity of parvalbumin neurons of two brain areas during this species' wintering period at a lower latitude. We compared individuals in a nonmigratory rest period (November-January) and premigration (May-July) period. We used parvalbumin as a marker for counting a subpopulation of inhibitory neurons in the hippocampal formation (HF), with the magnocellular nucleus of the tectal isthmus (IMC) as a control area. Because the HF is involved in learning and memory and social interaction and the IMC is essential for control of head, neck, and eye movements, we hypothesized that parvalbumin neurons would increase in the HF and remain unchanged in the IMC. We used an optical fractionator to estimate cell numbers. Compared with the nonmigratory rest birds, parvalbumin neuron count estimates in the premigration birds increased significantly in the HF but remained unchanged in IMC. We suggest that the greater number of parvalbuminergic neurons in the HF of A. macularius in the premigration period represents adaptive circuitry changes involved in the migration back to reproductive niches in the northern hemisphere

Hierarchical cluster analysis of three-dimensional reconstructions of unbiased sampled microglia shows not continuous morphological changes from stage 1 to 2 after multiple dengue infections in Callithrix penicillata

It is known that microglial morphology and function are related, but few studies have explored the subtleties of microglial morphological changes in response to specific pathogens. In the present report we quantitated microglia morphological changes in a monkey model of dengue disease with virus CNS invasion. To mimic multiple infections that usually occur in endemic areas, where higher dengue infection incidence and abundant mosquito vectors carrying different serotypes coexist, subjects received once a week subcutaneous injections of DENV3 (genotype III)-infected culture supernatant followed 24 hours later by an injection of anti-DENV2 antibody. Control animals received either weekly anti-DENV2 antibodies, or no injections. Brain sections were immunolabeled for DENV3 antigens and IBA-1. Random and systematic microglial samples were taken from the polymorphic layer of dentate gyrus for 3-D reconstructions, where we found intense immunostaining for TNFα and DENV3 virus antigens. We submitted all bi- or multimodal morphological parameters of microglia to hierarchical cluster analysis and found two major morphological phenotypes designated types I and II. Compared to type I (stage 1), type II microglia were more complex; displaying higher number of nodes, processes and trees and larger surface area and volumes (stage 2). Type II microglia were found only in infected monkeys, whereas type I microglia was found in both control and infected subjects. Hierarchical cluster analysis of morphological parameters of 3-D reconstructions of random and systematic selected samples in control and ADE dengue infected monkeys suggests that microglia morphological changes from stage 1 to stage 2 may not be continuous

Differential microglial morphological response, TNFα, and viral load in sedentary-like and active murine models after systemic non-neurotropic Dengue Virus infection

This study was supported by CAPES (PróAmazônia Process 3311/2013) and had research funds from the Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa (FADESP) and the Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação (PROPESP/UFPA)Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Instituto de Ciências Biológicas. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Peripheral inflammatory stimuli increase proinflammatory cytokines in the bloodstream and central nervous system and activate microglial cells. Here we tested the hypothesis that contrasting environments mimicking sedentary and active lives would be associated with differential microglial morphological responses, inflammatory cytokines concentration, and virus load in the peripheral blood. For this, mice were maintained either in standard (standard environment) or enriched cages (enriched environment) and then subjected to a single (DENV1) serotype infection. Blood samples from infected animals showed higher viral loads and higher tumor necrosis factor-α (TNFα) mRNA concentrations than control subjects. Using an unbiased stereological sampling approach, we selected 544 microglia from lateral septum for microscopic 3D reconstruction. Morphological complexity contributed most to cluster formation. Infected groups exhibited significant increase in the microglia morphological complexity and number, despite the absence of dengue virus antigens in the brain. Two microglial phenotypes (type I with lower and type II with higher morphological complexity) were found in both infected and control groups. However, microglia from infected mice maintained in enriched environment showed only one morphological phenotype. Two-way ANOVA revealed that environmental changes and infection influenced type-I and II microglial morphologies and number. Environmental enrichment and infection interactions may contribute to microglial morphological change to a point that type-I and II morphological phenotypes could no longer be distinguished in infected mice from enriched environment. Significant linear correlation was found between morphological complexity and TNFα peripheral blood. Our findings demonstrated that sedentary-like and active murine models exhibited differential microglial responses and peripheral inflammation to systemic non-neurotropic infections with DENV1 virus

Dengue-anticorpo melhorada gera uma resposta inflamatória acentuada CNS nos penicillata sagui Callithrix preto-adornado

Universidade do Estado do Pará. Curso de Graduação em Medicina. Centro de Ciências da Saúde. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade da Amazônia. Curso de Graduação em Biologia, Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Departamento de Microscopia Eletrônica. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Departamento de Microscopia Eletrônica. Ananindeua, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências da Saúde. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Anatomia Patológica. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências da Saúde. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Anatomia Patológica. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.Universidade Federal do Pará, UFPA. Instituto de Ciências Biológicas. Hospital Universitário João de Barros Barreto. Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção. Belém, PA, Brasil.University of Oxford. Department of Pharmacology. Laboratory of Experimental Neuropathology. Mansfield Road, Oxford, United Kingdom.Severe dengue disease is often associated with long-term neurological impairments, but it is unclear what mechanisms are associated with neurological sequelae. Previously, we demonstrated antibody-enhanced dengue disease (ADE) dengue in an immunocompetent mouse model with a dengue virus 2 (DENV2) antibody injection followed by DENV3 virus infection. Here we migrated this ADE model to Callithrix penicillata. To mimic human multiple infections of endemic zones where abundant vectors and multiple serotypes co-exist, three animals received weekly subcutaneous injections of DENV3 (genotype III)-infected supernatant of C6/36 cell cultures, followed 24h later by anti-DENV2 antibody for 12 weeks. There were six control animals, two of which received weekly anti-DENV2 antibodies, and four further animals received no injections. After multiple infections, brain, liver, and spleen samples were collected and tissue was immunolabeled for DENV3 antigens, ionized calcium binding adapter molecule 1, Ki-67, TNFa. There were marked morphological changes in the microglial population of ADE monkeys characterized by more highly ramified microglial processes, higher numbers of trees and larger surface areas. These changes were associated with intense TNFa-positive immunolabeling. It is unclear why ADE should generate such microglial activation given that IgG does not cross the blood-brain barrier, but this study reveals that in ADE dengue therapy targeting the CNS host response is likely to be important