Carbon nanotubes applied in neuroscience: prospects and challenges

INTRODUÇÃO: Os nanotubos de carbono (NTCs) são os nanomateriais mais promissores para aplicação terapêutica em doenças neurodegenerativas. Aplicações potenciais incluem sistemas de liberação controlada de fármacos, interfaces elétricas e substratos para crescimento celular. OBJETIVO: Descrever o estado da arte e as perspectivas e desafios da aplicação dos NTCs nas neurociências. MÉTODO: Procedeu-se a uma busca sistemática nos indexadores Medline, Lilacs e SciELO, utilizando os descritores "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "biocompatibility" e "nanotechnology", devidamente agrupados. RESULTADOS: A revisão da literatura evidenciou controvérsias nos estudos relativos à biocompatibilidade dos NTCs, embora tenha ratificado o seu potencial para a neuromedicina e neurociências. CONCLUSÃO: Os dados obtidos apontam a necessidade de estudos padronizados sobre as aplicações e interações dessas nanoestruturas com os sistemas biológicos.BACKGROUND: Carbon nanotubes (CNTs) are the most promising nanomaterials for therapeutic application in neurodegenerative diseases. Potential applications include systems for controlled drug delivery, electrical interfaces and substrates for cell growth. OBJECTIVE: To describe the state of art, prospects and challenges of applying CNTs in neuroscience. METHODS: There has been systematic search in Medline, Lilacs and SciELO, using the keywords "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "nanotechnology" and "biocompatibility", properly grouped. RESULTS: The literature review showed controversies in studies on the biocompatibility of CNTs, although it has ratified its potential for neuromedicine and neuroscience. DISCUSSION: These results highlight the need for modeling studies on the applications and interactions of nanostructures with biological systems

Nanotubos de carbono aplicados às neurociências: perspectivas e desafios

BACKGROUND: Carbon nanotubes (CNTs) are the most promising nanomaterials for therapeutic application in neurodegenerative diseases. Potential applications include systems for controlled drug delivery, electrical interfaces and substrates for cell growth. OBJECTIVE: To describe the state of art, prospects and challenges of applying CNTs in neuroscience. METHODS: There has been systematic search in Medline, Lilacs and SciELO, using the keywords "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "nanotechnology" and "biocompatibility", properly grouped. RESULTS: The literature review showed controversies in studies on the biocompatibility of CNTs, although it has ratified its potential for neuromedicine and neuroscience. DISCUSSION: These results highlight the need for modeling studies on the applications and interactions of nanostructures with biological systems.INTRODUÇÃO: Os nanotubos de carbono (NTCs) são os nanomateriais mais promissores para aplicação terapêutica em doenças neurodegenerativas. Aplicações potenciais incluem sistemas de liberação controlada de fármacos, interfaces elétricas e substratos para crescimento celular. OBJETIVO: Descrever o estado da arte e as perspectivas e desafios da aplicação dos NTCs nas neurociências. MÉTODO: Procedeu-se a uma busca sistemática nos indexadores Medline, Lilacs e SciELO, utilizando os descritores "carbon nanotubes", "drug delivery", "electrical interface", "tissue regeneration", "neuroscience", "biocompatibility" e "nanotechnology", devidamente agrupados. RESULTADOS: A revisão da literatura evidenciou controvérsias nos estudos relativos à biocompatibilidade dos NTCs, embora tenha ratificado o seu potencial para a neuromedicina e neurociências. CONCLUSÃO: Os dados obtidos apontam a necessidade de estudos padronizados sobre as aplicações e interações dessas nanoestruturas com os sistemas biológicos

Modelo farmacocinético de florfenicol en tilapias (Oreochromis niloticus) sometidas a diferentes temperaturas de crianza

The aim of this study was to develop a pharmacokinetic model of florfenicol in plasma of tilapia (Oreochromis niloticus) subjected to different rearing temperatures to estimate the plasma concentration of the protocols indicated in the package inserts of florfenicol products authorized in Brazil. For this, a pharmacokinetic model was created from previously published data on the plasma concentration of florfenicol in Nile tilapia subjected to different temperatures. The construction of the pharmacokinetic model was carried out with the Lixoft® Monolix 2020R1 program, based on the plasma pharmacokinetic data of florfenicol found in the literature. Plasma concentrations of florfenicol were estimated from treatments with doses of 10, 15 and 20 mg/kg administered every 24 hours for 10 days, at temperatures of 18, 21, 26 and 30 °C, using the Lixoft Simulx 2020 program®. The absorption latency time (Tlag) and clearance (Cl) parameters showed a positive correlation with temperature, while the absorption constant (Ka) showed a negative correlation. Likewise, animals kept at 30 °C have a median mobile plasma concentration of approximately half that of animals raised at 18°C and treated with the same doses. Increasing doses, on the other hand, resulted in an approximately two-fold increase in median plasma concentration. The proposed model allowed quantifying the impact of temperature on pharmacokinetic parameters, in addition to estimating plasma concentrations of florfenicol for tilapia at different rearing temperatures.El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo farmacocinético de florfenicol en plasma de tilapia (Oreochromis niloticus) sometido a diferentes temperaturas de crianza para estimar la concentración plasmática de los protocolos indicados en los prospectos de productos de florfenicol autorizados en Brasil. Para ello, se creó un modelo farmacocinético a partir de datos previamente publicados sobre la concentración plasmática de florfenicol en tilapia del Nilo sometida a diferentes temperaturas. La construcción del modelo farmacocinético se realizó con el programa Monolix 2020R1 de Lixoft®, partiendo de los datos de farmacocinética plasmática de florfenicol encontrados en la literatura. Las concentraciones plasmáticas de florfenicol se estimaron a partir de tratamientos con dosis de 10, 15 y 20 mg/kg administradas cada 24 horas durante 10 días, a temperaturas de 18, 21, 26 y 30°C, utilizando el programa Simulx 2020 de Lixoft®. Los parámetros de tiempo de latencia de absorción (Tlag) y aclaramiento (Cl) mostraron una correlación positiva con la temperatura, mientras que la constante de absorción (Ka) mostró una correlación negativa. Asimismo, se puede observar que los animales mantenidos a 30 ºC tienen una mediana de la concentración plasmática móvil de aproximadamente la mitad que los animales criados a 18 ºC y tratados con las mismas dosis. Por otra parte, las dosis crecientes determinaron un aumento de aproximadamente el doble de las medianas de la concentración plasmática. El modelo propuesto permitió cuantificar el impacto de la temperatura en los parámetros farmacocinéticos, además de estimar las concentraciones plasmáticas de florfenicol para tilapia a diferentes temperaturas de crianza

Mastite bovina sob nanocontrole: a própolis nanoestruturada como nova perspectiva de tratamento para rebanhos leiteiros orgânicos

Organic dairy farms are supposed to use only phytotherapeutical and homeaopatical actives for mastitis control in cows. However, there are a low number of actives available for this application. Considering the bactericide action of the propolis and the fact that this substance is allowed in organic dairy farms, Brazilian researches developed the nanoestructured propolis, a promissor poduct for intramamary treatment against mastitis. It is expected that this nanostructure presents better antimicrobial effects and lower irritability for mammary glands, considering that the previous in vitro studies done against bacterial reference strains showed excellent results. In vivo studies are being conducted to evaluate the safety and efficacy of a nanostructured propolis formulation in dairy organic farms. If the expectations regarding the safety and efficacy of the nanostructured propolis be confirmed, betimes the final formulation may be directed for industrial production, especially attending the demands of dairy farms organic systems.La producción orgánica de leche pregona el uso de fitoterapéuticos y homeopatía para el control de la mastitis en el ganado, en detrimento de la administración de antimicrobianos alopáticos convencionales. Sin embargo, las opciones de sustancias activas disponibles para este fin son todavía escasas. Considerando que el propóleo tiene efecto bactericida y se trata de un compuesto permitido en sistemas orgánicos de producción lechera, investigadores brasileños desarrollaron el propóleo nanoestructurado, producto prometedor para el tratamiento intramamario de mastitis. Se infiere que la nanoestructura presenta más eficacia antimicrobiana y menos irritabilidad para la glándula mamaria, ya que estudios previos in vitro, realizados en estirpes de referencia, presentaron excelentes resultados. Actualmente se realizan estudios in vivo para evaluar la inocuidad y la eficacia de esta formulación de propóleo nanoestructurado en el tratamiento intramamario de la mastitis bovina en ganado lechero orgánico. En el caso de que se compruebe la eficacia e inocuidad de la fórmula, la misma podrá ser direccionada para su producción en escala industrial/comercial, atendiendo especialmente a la demanda de sistemas orgánicos de producción lechera.A produção orgânica de leite preconiza o uso de medicamentos a base de fitoterapia e homeopatia para o controle da mastite nos rebanhos, em detrimento da administração de antimicrobianos alopáticos convencionais. No entanto, existem escassas opções de ativos disponíveis para este fim. Considerando que a própolis apresenta ação bactericida e trata-se de um composto permitido em sistemas orgânicos de produção leiteira, pesquisadores brasileiros desenvolveram a própolis nanoestruturada, produto promissor para o tratamento intramamário de mastite. Infere-se que a nanoestrutura apresente melhor eficácia antimicrobiana e menor irritabilidade para a glândula mamária, tendo em vista que estudos prévios in vitro, realizados frente a estirpes de referência, apresentaram excelentes resultados. Estudos in vivo estão sendo realizados para avaliar a inocuidade e a eficácia de uma formulação de própolis nanoestruturada no tratamento intramamário de casos de mastite bovina em rebanhos leiteiros orgânicos. Caso se comprove a eficácia e inocuidade da formulação, estima-se que em breve a mesma possa ser direcionada para produção em escala industrial/comercial, atendendo especialmente à demanda de sistemas orgânicos de produção leiteira

Zoo-sanitary aspects of goat husbandry in Southeastern Brazil

Minas Gerais is the largest one out of the four states that comprise the southeastern region of Brazil, with the bigest goat herd of this region. The characterization of health aspects of dairy goat husbandry was done in 84 dairy herds in 81 municipalities and 200 beef herds in 70 municipalities in the State of Minas Gerais. A questionnaire was filled out for each herd, requesting data regarding the farm, the herd and the farmer by the veterinarians within the Agriculture and Livestock Institute of Minas Gerais (Instituto Mineiro de Agropecuária – IMA). A data bank was developed in Windows Excel and analyzed using the Epi-Info system. Comparisons of categorical variables were based on Chi-square test. The individual identification of the animals was done at 73.8% of dairy farms and at 7.5% of beef farms, use of quarentine at 15.5% and 4.0%, isolation of sick animals at 30.9% and 11.0%, requisition of sanitary certificate in the acquisition of new animals at 28.6% and 1.5%, regular veterinary monitoring at 52.4% and 1.5%, respectively. The main health problems reported at dairy and beef farms, respectively, were abortion (50.0% and 49.5%), mastitis (41.7% and 19.0%), pneumonia (37.4% and 16.5%), diarrhea (34.5% and 16.5%) and caseous lymphadenitis (20.2% and 43.0%)

Compatibility and cytotoxicity of poly(ε-caprolactone)/polypyrrole-block-poly(ε-caprolactone) blend films in fibroblast bovine cells

Abstract Polymer blends, derived from the combination of two or more polymers, yield novel materials with properties distinct from that of the original polymers. These materials have garnered interest in the medical field. However, for such applications the biocompatibility of the material must be evaluated. In this study, we prepared polymer blends from poly(ε-caprolactone) (PCL) and polypyrrole-block-poly(caprolactone) (PPy-b-PCL) using the casting method. The observed compatibility resulted from specific interactions between the carboxylic group of PCL and the amine group of PPy-b-PCL, as well as between the pyrrole ring of PPy-b-PCL and the CH2 group of PCL. Micro-Raman imaging revealed homogeneity in surface morphology, whereas thermogravimetric analysis indicated that the formation of polymer blends enhances the material’s thermal stability. Importantly, the results demonstrated that the addition of PPy-b-PCL does not affect the cytotoxicity to bovine fibroblasts, suggesting their biocompatibility and potential application in cattle veterinary devices

Exercício Aeróbico: influência de duas intensidades no desempenho de força muscular em idosos / Aerobic exercise: two intensities influence in muscle strength performance in the elderly

RESUMO: O processo de envelhecimento é complexo e envolve a interação de muitas variáveis que podem influenciar no decorrer dos anos, com isso, os benefícios da atividade física têm sido estudados como fonte de melhoria na qualidade de vida. o objetivo desta pesquisa foi comparar o efeito de duas intensidades de exercício aeróbico no desempenho da força muscular em idosos. Participaram deste estudo onze mulheres com experiência nas duas atividades, tanto aeróbia como no treinamento de força, com idades entre (66,5 ± 4,2 anos; 80,2 ± 9,9 kg; 177,8 ± 6,5 cm; 25,2 ± 1,8 IMC), em que realizaram vinte minutos de exercício aeróbico nas intensidades 40% e 60% da frequência cardíaca máxima e, em seguida, a realização do teste de repetições máximas a 50% de 1RM na cadeira extensora, ate a falha concêntrica. Os resultados dos testes demonstraram reduções significativas no número total de repetições quando executados após exercício aeróbico de 40% da frequência cardíaca máxima e comparado a 60% da frequência cardíaca máxima, os valores de repetições máximas a 50% de uma repetição máxima foram, 29±7,5; 21,5±6,4, respectivamente. Concluímos que a intensidade de 60% da frequência cardíaca máxima  tem interferência significativa do desempenho de força  de idosos a 50% de uma repetição máxima, quando comparado a intensidade de exercício aeróbico a 40 % da frequência cardíaca máximana cadeira extensora.

Lipopolysaccharide triggers different transcriptional signatures in taurine and indicine cattle macrophages: Reactive oxygen species and potential outcomes to the development of immune response to infections.

Macrophages are classified upon activation as classical activated M1 and M2 anti-inflammatory regulatory populations. This macrophage polarization is well characterized in humans and mice, but M1/M2 profile in cattle has been far less explored. Bos primigenius taurus (taurine) and Bos primigenius indicus (indicine) cattle display contrasting levels of resistance to infection and parasitic diseases such as C57BL/6J and Balb/c murine experimental models of parasite infection outcomes based on genetic background. Thus, we investigated the differential gene expression profile of unstimulated and LPS stimulated monocyte-derived macrophages (MDMs) from Holstein (taurine) and Gir (indicine) breeds using RNA sequencing methodology. For unstimulated MDMs, the contrast between Holstein and Gir breeds identified 163 Differentially Expressed Genes (DEGs) highlighting the higher expression of C-C chemokine receptor type five (CCR5) and BOLA-DQ genes in Gir animals. LPS-stimulated MDMs from Gir and Holstein animals displayed 1,257 DEGs enriched for cell adhesion and inflammatory responses. Gir MDMs cells displayed a higher expression of M1 related genes like Nitric Oxide Synthase 2 (NOS2), Toll like receptor 4 (TLR4), Nuclear factor NF-kappa-B 2 (NFKB2) in addition to higher levels of transcripts for proinflammatory cytokines, chemokines, complement factors and the acute phase protein Serum Amyloid A (SAA). We also showed that gene expression of inflammatory M1 population markers, complement and SAA genes was higher in Gir in buffy coat peripheral cells in addition to nitric oxide concentration in MDMs supernatant and animal serum. Co-expression analyses revealed that Holstein and Gir animals showed different transcriptional signatures in the MDMs response to LPS that impact on cell cycle regulation, leukocyte migration and extracellular matrix organization biological processes. Overall, the results suggest that Gir animals show a natural propensity to generate a more pronounced M1 inflammatory response than Holstein, which might account for a faster immune response favouring resistance to many infection diseases