Ana Carolina Thomaz Takakura.

A Doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela redução de neurônios dopaminérgicos na porção compacta da substância negra (SNpc). Pacientes com DP apresentam sintomas motores clássicos, como tremores e instabilidade postural, além de sintomas não clássicos, que podem incluir alterações cognitivas, cardiovasculares, respiratórias e disfagia aspectos ainda pouco investigados. Embora nossos estudos anteriores e a literatura tenham mostrado esses prejuízos em modelos experimentais de DP induzidos por injeção bilateral de 6-hidroxidopamina no corpo estriado, o modelo genético mais recente, MitoPark, tem se destacado por apresentar uma progressão mais lenta da patologia, semelhante à observada em humanos, e é especialmente promissor para o estudo de sintomas não clássicos.A relevância de investigar um modelo genético como o MitoPark reside na sua capacidade de reproduzir mais fielmente o curso progressivo da DP humana, possibilitando uma análise mais detalhada dos sintomas não clássicos. Assim, este projeto une a expertise de três grupos de pesquisa, combinando conhecimentos complementares para uma análise multidimensional desses sintomas ao longo do desenvolvimento da patologia no modelo MitoPark. O objetivo é avaliar déficits cognitivos, cardiovasculares, respiratórios e disfagia nesse modelo, contribuindo para uma compreensão mais ampla da DP e para o desenvolvimento de intervenções terapêuticas que abordem tanto os sintomas motores quanto os não motores.

Projeto Temático: A Doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela morte dos neurônios dopaminérgicos da porção compacta da Substância Negra (SNc) o que promove os sintomas motores clássicos desta patologia que estão relacionados ao movimento: tremor em repouso, rigidez muscular, bradicinesia e instabilidade postural. Apesar destes sintomas serem os responsáveis pelo diagnóstico da doença e serem o alvo terapêutico para ela, sintomas não clássicos podem prejudicar em muito a qualidade de vida dos pacientes portadores da DP. Dentre esses sintomas, alterações respiratórias e de sono estão presentes. Estudos anteriores do nosso laboratório mostraram que em modelo experimental com neurotoxina da DP, existem alterações em regiões que controlam a respiração e que estão associadas às alterações respiratórias funcionais. Entretanto, muitas dúvidas ainda existem no que diz respeito aos mecanismos que levam à neurodegeneração nessas regiões respiratórias e pouco também se sabe sobre as alterações respiratórias associadas a alterações no sono. Assim, os objetivos do presente projeto buscam investigar se: a) as alterações respiratórias funcionais e neuroanatômicas também estão presentes em fêmeas, visto que todos os estudos realizados até o momento utilizaram machos; b) os mecanismos que levam à neurodegeneração nas regiões respiratórias dependem de um processo inflamatório e estresse oxidativo; c) se a atividade física pode ser um tratamento para prevenir as alterações respiratórias observadas em modelo experimental; d) se existem alterações de sono associadas às desordens respiratórias tanto em modelo experimental quanto em pacientes que tenham a DP. Acreditamos na importância e originalidade desse estudo porque 1) a proposta tem uma nova lógica baseada em doenças neurodegenerativas. Até o momento, estudos de sintomas não clássicos da DP são minoria, principalmente aqueles relacionados às alterações respiratórias; 2) a maioria dos cientistas interessados no controle neural da respiração estudam a geração do ritmo respiratório e quimiorrecepção central, mas poucos estudam em situações de doença, como a DP; 3) todos os estudos realizados anteriormente pelo nosso laboratório, em que mostramos uma extensiva caracterização da disfunção funcional e neuroanatômica respiratória nos fornecem evidências fisiológicas da importância de estudos nas alterações respiratórias observadas na DP; 4) na presente proposta, queremos investigar essas alterações in vivo e de um ponto de vista fisiológico, anatômico e biomolecular; 5) Pretendemos iniciar um estudo translacional ao analisarmos as alterações respiratórias em pacientes que têm a DP.

A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada por uma redução do número de neurônios dopaminérgicos da porção compacta da substância negra (SNpc). Os pacientes com DP apresentam sintomas motores clássicos, exemplificados por tremores e instabilidade postural, e sintomas não clássicos como distúrbios do sono e déficit respiratório, que são muito pouco investigados. Estudos recentes de nosso laboratório mostraram que houve diminuição da frequência respiratória e da ventilação minuto basais junto à degeneração de núcleos respiratórios localizados na porção ventral do bulbo em modelos experimentais de DP induzidos por injeção bilateral de 6-hidroxidopamina no corpo estriado. Um modelo genético da DP desenvolvido mais recente, o MitoPark, tem sido bastante utilizado para o estudo do desenvolvimento dos sintomas não clássicos, uma vez que apresenta uma progressão mais lenta da patologia, similar a de humanos. No entanto, ainda não foi investigado se o modelo MitoPark desenvolve déficits respiratórios e alterações de sono relacionadas aos déficits respiratórios.Assim, o objetivo do presente projeto é avaliar se o modelo genético da DP MitoPark apresenta déficits respiratórios centrais e de sono ao longo do seu desenvolvimento.

Projeto CNPq Universal/Faixa B (Proc. nº 408647/2018-3)

O automatismo respiratório e o controle químico da respiração são processos inseparáveis. O núcleo retrotrapezóide (RTN) constitui um grupo de neurônios glutamatérgicos que expressa o fator de transcrição Phox2b parace ter um papel relevante no processo da quimiorrecepção central e no automatismo respiratório. O RTN é também regulado por informações aferentes dos quimiorreceptores periféricos e por diversas informações sinápticas de outros núcleos encefálicos. Parece que o RTN também possui um envolvimento na modulação do ritmo e padrão respiratório, controlando a atividade dos neurônios localizados na coluna respiratória do bulbo ventrolateral. Dessa maneira, o presente projeto pretende investigar o papel do RTN no controle respiratório em condições fisiológicas, patológicas e durante o desenvolvimento. 
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.

Children born prematurely are at risk of developing apnea of prematurity (AOP), a disorder caused by immaturity of brainstem respiratory centers. Though a specific gene mutation has not been identified as causal in AOP, insights into autonomic and respiratory regulation from other, more rare disorders offer the opportunity to investigate the basic underpinnings of these brainstem systems. Central congenital hypoventilation syndrome (CCHS) is a developmental disorder characterized by PHOX2B mutations and attenuation/loss of the chemosensory mechanisms, resulting in respiratory drive deficits secondary to hypercarbia hypercapnia (high levels of PaCO2). CCHS is caused by mutations in the paired-like homeobox gene 2B (PHOX2B), including polyalanine repeat mutations (PARMs) and non-polyalanine repeat mutations (NPARMs) with variable clinical phenotypes based on the specific mutation. The clear linkage of a gene mutation with severe respiratory phenotypes makes CCHS an optimal paradigm by which to study respiratory networks during development. Specifically, how PHOX2B mutations impact respiratory neuron networks at birth and during maturation offers the opportunity to understand AOP and to ultimately provide intervention to avert morbidity and mortality. Human NPARM CCHS pathology affects several brainstem regions in a diffuse fashion (Woo et al., 2005; Otero, 2011). Which processes are necessary for healthy babies to possess normal autonomic respiratory control is unknown. Therefore, there is a critical need to identify the basic mechanisms of perinatal respiratory control in health and disease. Without doing so, we will be unable to ultimately implement interventions that could improve morbidity for premature infants. To this end, this study will use the known genetic model of CCHS as a starting point to define the mechanism of respiratory neuron maturation. The long-term objective of our work is to understand the mechanisms of brainstem autonomic circuitry maturation during the late embryonic and postnatal period. Our objectives in this application are to elucidate developmental processes of PHOX2B-derived respiratory neuron network maturation. Our central hypothesis, based on our preliminary data and the scientific literature, is that hindbrain brainstem respiratory neuron networks undergo critical developmental maturation during the late embryonic, perinatal, and post-natal periods in mammals, and that developmental abnormalities in this maturation contribute to the pathophysiology of autonomic and respiratory neuron dysfunction. Understanding how these networks physiologically mature and how they are impaired in pathological conditions will form the basic knowledge framework upon which to ultimately build pharmacological interventions for premature infants.

Sabe-se que, na superfície ventrolateral do bulbo, existem pelo menos três regiões relevantes ao controle cardiovascular: região rostroventrolateral (RVL), região caudoventrolateral (CVL) e a área pressora caudal (APC). A região RVL tem importante função na manutenção do tônus vasomotor e a região CVL interfere na regulação da pressão arterial (PA) por modular a atividade da região RVL. Além disso, essas duas regiões participam na interação de reflexos cardiovasculares, que incluem a participação de uma outra estrutura bulbar (Núcleos do Trato Solitário - NTS) como primeira sinapse de fibras aferentes reflexas. A APC foi recentemente descoberta e interfere na regulação da PA por modular a atividade dos neurônios das regiões RVL e CVL. O presente sente projeto visou investigar a participação do NTS nas respostas produzidas pela estimulação ou inibição da APC. Após um período de registro basal controle da pressão arterial e freqüência cardíaca, L-glutamato (10 nmol/100 nL) ou muscimol (120 pmol/100 nL) foram injetados unilateralmente para localização da APC. Posteriormente, o NTS intermediário ou NTS comissural foram inibidos ou estimulados com a injeção de muscimol (120 pmol/60 nL) ou L-glutamato (10 nmol/60 nL). Durante essa inibição ou estimulação, foi feita nova estimulação ou inibição da APC. Em outro grupo de animais foi realizada a lesão eletrolítica ou fictícia do NTS comissural (1 mA x 10 s) de 1 hora. Nesses mesmos animais, após um período de registro basal das variáveis cardiovasculares, L-glutamato (10 nmol/100 nL) foi injetado unilateralmente na APC. Foi também testado o efeito da ativação do baro e do quimiorreflexo nas variáveis cardiovasculares antes e após inibição da APC com muscimol (120 pmol/100 nL).

A proposta foi estudar as alterações hemodinâmicas produzidas pela lesão da região anteroventral do terceiro ventrículo (AV3V) em ratos tratados com injeção intraperitoneal (ip) de pilocarpina (agonista colinérgico muscarínico). Foram utilizados ratos Wistar com lesão eletrolítica ou fictícia da região AV3V (2 mA x 10 s) de 1 hora, 7 e 15 dias. No dia do experimento, os ratos foram anestesiados com uretana (1,2 g/kg de peso corporal, iv) e um cateter foi inserido na artéria femoral para registro de pressão arterial e freqüência cardíaca. Uma cânula também foi implantada na veia femoral para injeção de anestésico. Sondas miniaturizadas foram posicionadas ao redor da artéria que irriga o complexo submandibular/sublingual, da artéria mesentérica superior e da extremidade da aorta abdominal para registro de fluxo sangüíneo pelo método da fluxometria Doppler nos respectivos leitos vasculares. Após um período de registro basal controle da pressão arterial e dos fluxos sangüíneos nos diferentes leitos vasculares, salina (controle) ou pilocarpina foram injetados ip. O registro foi finalizado depois de 30 minutos da última injeção.

A injeção intracerebroventricular (icv) de moxonidina (agonista de receptores adrenérgicos alfa2 e imidazólicos) reduz a salivação induzida por pilocarpina injetada intraperitonealmente (ip) em ratos. Neste projeto, verificamos se o efeito inibitório da moxonidina sobre a salivação induzida por pilocarpina ip poderia ser revertido pela administração icv de RX 821002 (antagonista de receptores adrenérgicos alfa2 ) ou prazosin (antagonista de receptores adrenérgicosalfa1). Salina (controle), RX 821002 (20, 40 e 80 nmol) ou prazosin (320 nmol) foram injetadas icv em ratos anestesiados com ketamina. Moxonidina (10 nmol) foi injetada icv 15 minutos após a administração de RX 821002 ou salina. Pilocarpina foi injetada ip 15 minutos após a injeção de moxonidina. A saliva foi coletada com bolas de algodão, previamente pesadas, colocadas na boca do animal. RX 821002 (20, 40 e 80 nmol) icv reverteu o efeito da moxonidina sobre a salivação induzida por pilocarpina ip. Prazosin (320 nmol) icv não modificou o efeito inibitório da moxonidina sobre a salivação induzida por pilocarpina. Os resultados indicam a participação de receptores adrenérgicos alfa2 centrais nos mecanismos que inibem a salivação produzida pela pilocarpina.