Особливості дії протиепілептичних препаратів на судоми у мишей з корнеальним кіндлінгом на тлі низькодозової премедикації карбамазепіном та сультіамом

Автор(и)

  • Юрій Олександрович Бойко Одеський державний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-3387-0219
  • Євген Олександрович Танцюра Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна https://orcid.org/0000-0003-4060-3159
  • Ірина Анатоліївна Бойко Одеський національний медичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-3101-8540
  • Людмила Миколаївна Танцюра Державна установа «Інститут неврології, психіатрії та наркології Національної академії медичних наук України», Україна https://orcid.org/0000-0002-7537-431X

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.265308

Ключові слова:

протиепілептичні препарати, цитохром Р450, корнеальний кіндлінг, фармакорезистентна епілепсія, карбамазепін, сультіам

Анотація

Мета. Метою дослідження була оцінка ефективності протиепілептичних препаратів (ПЕП) з різним механізмом дії на тлі попереднього застосування низьких доз карбамазепіну та сультіаму на моделі корнеального кіндлінгу в мишей.

Матеріали та методи. Використовували модель корнеального кіндлінгу у мишей. Відтворення судомної моделі здійснювали в умовах паралельного передчасного введення карбамазепіну та сультіаму за 30 хвилин до електростимуляції. Протисудомну активність ПЕП (сультіаму, леветірацетаму, карбамазепіну, вальпроату, ламотріджину та ретігабіну) досліджували в умовах після формування стійкого синдрому генералізованої судомної активності.

Результати та обговорення. Застосування препаратів карбамазепіну та сультіаму модулює активність ферментів системи цитохрому Р450. Карбамазепін у дозі 7 та 12 мг/кг не виявляв значної протисудомної активності (інтенсивність судом – 4,42±0,25 бала; 4,44±0,32 бала) після його попереднього хронічного введення, в той же час такі ж дози карбамазепіну виявляли помітний протисудомний ефект у контрольній групі тварин (3,52±0,26 бала; 3,2±0,6 бала відповідно). Протисудомна активність ламотриджину змінювалася, як за умови попереднього тривалого прийому індуктора (карбамазепіну), так і інгібітора (сультіаму) системи цитохрому Р450.

Висновки. Зміни фармакологічних ефектів ПЕП, що спостерігаються на фоні хронічного введення карбамазепіну та сультіаму, з нашої точки зору, можуть бути обумовлені як модуляцією системи цитохромів Р450, так і інших груп ферментів, що беруть участь у метаболізмі ПЕП

Біографії авторів

Юрій Олександрович Бойко, Одеський державний аграрний університет

Кандидат біологіних наук., доцент, завідувач кафедри

Кафедрa фізіології, патологічної фізіології та біохімії

Євген Олександрович Танцюра, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Аспірант

Кафедрa загальної практики – сімейної медицини

Ірина Анатоліївна Бойко, Одеський національний медичний університет

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедри фармакології та фармакогнозії

Людмила Миколаївна Танцюра, Державна установа «Інститут неврології, психіатрії та наркології Національної академії медичних наук України»

Доктор медичних наук, професор

Відділення педіатричної психоневрології та пароксизмальних станів

Посилання

  1. Beghi, E. (2019). The Epidemiology of Epilepsy. Neuroepidemiology, 54 (2), 185–191. doi: https://doi.org/10.1159/000503831
  2. Fattorusso, A., Matricardi, S., Mencaroni, E., Dell’Isola, G. B., Di Cara, G., Striano, P., Verrotti, A. (2021). The Pharmacoresistant Epilepsy: An Overview on Existant and New Emerging Therapies. Frontiers in Neurology, 12. doi: https://doi.org/10.3389/fneur.2021.674483
  3. Tang, F., Hartz, A. M. S., Bauer, B. (2017). Drug-Resistant Epilepsy: Multiple Hypotheses, Few Answers. Frontiers in Neurology, 8. doi: https://doi.org/10.3389/fneur.2017.00301
  4. Łukawski, K., Czuczwar, S. J. (2021). Understanding mechanisms of drug resistance in epilepsy and strategies for overcoming it. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology, 17 (9), 1075–1090. doi: https://doi.org/10.1080/17425255.2021.1959912
  5. Nogueira, M. H., Yasuda, C. L., Coan, A. C., Kanner, A. M., Cendes, F. (2017). Concurrent mood and anxiety disorders are associated with pharmacoresistant seizures in patients with MTLE. Epilepsia, 58 (7), 1268–1276. doi: https://doi.org/10.1111/epi.13781
  6. Begley, C. E., Durgin, T. L. (2015). The direct cost of epilepsy in the United States: A systematic review of estimates. Epilepsia, 56 (9), 1376–1387. doi: https://doi.org/10.1111/epi.13084
  7. Devinsky, O., Spruill, T., Thurman, D., Friedman, D. (2015). Recognizing and preventing epilepsy-related mortality. Neurology, 86 (8), 779–786. doi: https://doi.org/10.1212/wnl.0000000000002253
  8. Löscher, W., Potschka, H., Sisodiya, S. M., Vezzani, A. (2020). Drug Resistance in Epilepsy: Clinical Impact, Potential Mechanisms, and New Innovative Treatment Options. Pharmacological Reviews, 72 (3), 606–638. doi: https://doi.org/10.1124/pr.120.019539
  9. Ghosh, C., Puvenna, V., Gonzalez-Martinez, J., Janigro, D., Marchi, N. (2011). Blood-Brain Barrier P450 Enzymes and Multidrug Transporters in Drug Resistance: A Synergistic Role in Neurological Diseases. Current Drug Metabolism, 12 (8), 742–749. doi: https://doi.org/10.2174/138920011798357051
  10. Sekar, K., Pack, A. (2019). Epidiolex as adjunct therapy for treatment of refractory epilepsy: a comprehensive review with a focus on adverse effects. F1000Research, 8, 234. doi: https://doi.org/10.12688/f1000research.16515.1
  11. Patsalos P. N. (2016). Antiepileptic drug interactions: a clinical guide. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-32909-3
  12. Farrokh, S., Tahsili-Fahadan, P., Ritzl, E. K., Lewin, J. J., Mirski, M. A. (2018). Antiepileptic drugs in critically ill patients. Critical Care, 22 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s13054-018-2066-1
  13. Ke, X., Cheng, Y., Yu, N., Di, Q. (2019). Effects of carbamazepine on the P-gp and CYP3A expression correlated with PXR or NF-κB activity in the bEnd.3 cells. Neuroscience Letters, 690, 48–55. doi: https://doi.org/10.1016/j.neulet.2018.10.016
  14. Peigné, S., Rey, E., Le Guern, M.-E., Dulac, O., Chiron, C., Pons, G., Jullien, V. (2014). Reassessment of stiripentol pharmacokinetics in healthy adult volunteers. Epilepsy Research, 108 (5), 909–916. doi: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2014.03.009
  15. Potschka, H., Löscher, W. (1999). Corneal kindling in mice: behavioral and pharmacological differences to conventional kindling. Epilepsy Research, 37 (2), 109–120. doi: https://doi.org/10.1016/s0920-1211(99)00062-5
  16. Leclercq, K., Matagne, A., Kaminski, R. M. (2014). Low potency and limited efficacy of antiepileptic drugs in the mouse 6Hz corneal kindling model. Epilepsy Research, 108 (4), 675–683. doi: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2014.02.013
  17. Barker-Haliski, M. L., Johnson, K., Billingsley, P., Huff, J., Handy, L. J., Khaleel, R. et al. (2017). Validation of a Preclinical Drug Screening Platform for Pharmacoresistant Epilepsy. Neurochemical Research, 42 (7), 1904–1918. doi: https://doi.org/10.1007/s11064-017-2227-7
  18. Remigio, G. J., Loewen, J. L., Heuston, S., Helgeson, C., White, H. S., Wilcox, K. S., West, P. J. (2017). Corneal kindled C57BL/6 mice exhibit saturated dentate gyrus long-term potentiation and associated memory deficits in the absence of overt neuron loss. Neurobiology of Disease, 105, 221–234. doi: https://doi.org/10.1016/j.nbd.2017.06.006
  19. Koneval, Z., Knox, K. M., White, H. S., Barker-Haliski, M. (2018). Lamotrigine-resistant corneal-kindled mice: A model of pharmacoresistant partial epilepsy for moderate-throughput drug discovery. Epilepsia, 59 (6), 1245–1256. doi: https://doi.org/10.1111/epi.14190
  20. Barton, M. E., Klein, B. D., Wolf, H. H., Steve White, H. (2001). Pharmacological characterization of the 6 Hz psychomotor seizure model of partial epilepsy. Epilepsy Research, 47 (3), 217–227. doi: https://doi.org/10.1016/s0920-1211(01)00302-3
  21. Koneval, Z., Knox, K. M., Memon, A., Zierath, D. K., White, H. S., Barker‐Haliski, M. (2020). Antiseizure drug efficacy and tolerability in established and novel drug discovery seizure models in outbred vs inbred mice. Epilepsia, 61 (9), 2022–2034. doi: https://doi.org/10.1111/epi.16624
  22. Hock, F. J. (Ed.) (2016). Drug discovery and evaluation: Pharmacological assays. Springer International Publishing. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-05392-9
  23. Glantz, S. A. (1997). Primer of Biostatistics. New York: McGraw-Hill Inc., 473.
  24. Ghali, A. A., Ahmed, I., Fadel, W. A., Hassan, G. N. (2019). First Attack of Status Epilepticus in Adults: Etiology and Risk Factors. The Medical Journal of Cairo University, 87, 1357–1361. doi: https://doi.org/10.21608/mjcu.2019.53426
  25. Zhang, H., Lu, P., Tang, H.-L., Yan, H.-J., Jiang, W., Shi, H. et al. (2020). Valproate-Induced Epigenetic Upregulation of Hypothalamic Fto Expression Potentially Linked with Weight Gain. Cellular and Molecular Neurobiology, 41 (6), 1257–1269. doi: https://doi.org/10.1007/s10571-020-00895-2
  26. Verhaegen, A. A., Van Gaal, L. F. (2021). Drugs Affecting Body Weight, Body Fat Distribution, and Metabolic Function – Mechanisms and Possible Therapeutic or Preventive Measures: an Update. Current Obesity Reports, 10 (1), 1–13. doi: https://doi.org/10.1007/s13679-020-00419-5
  27. Xin, J., Yan, S., Hong, X., Zhang, H., Zha, J. (2021). Environmentally relevant concentrations of carbamazepine induced lipid metabolism disorder of Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) in a gender-specific pattern. Chemosphere, 265, 129080. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.129080
  28. Banach, M., Popławska, M., Borowicz-Reutt, K. K. (2018). Amiodarone, a multi-channel blocker, enhances anticonvulsive effect of carbamazepine in the mouse maximal electroshock model. Epilepsy Research, 140, 105–110. doi: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2018.01.003
  29. Zhao, G.-X., Zhang, Z., Cai, W.-K., Shen, M.-L., Wang, P., He, G.-H. (2021). Associations between CYP3A4, CYP3A5 and SCN1A polymorphisms and carbamazepine metabolism in epilepsy: A meta-analysis. Epilepsy Research, 173, 106615. doi: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2021.106615
  30. Sourbron, J., Chan, H., Wammes-van der Heijden, E. A., Klarenbeek, P., Wijnen, B. F. M., de Haan, G.-J. et al. (2018). Review on the relevance of therapeutic drug monitoring of levetiracetam. Seizure, 62, 131–135. doi: https://doi.org/10.1016/j.seizure.2018.09.004
  31. Praveen, A. N., Panchaksharimath, P., Nagaraj, K. (2020). A Comparative Study to Evaluate the Efficacy and Safety of Levetiracetam as an Add-on to Carbamazepine and Phenytoin in Focal Seizures at a Tertiary Care Hospital. Biomedical and Pharmacology Journal, 13 (1), 383–390. doi: https://doi.org/10.13005/bpj/1898
  32. Petrenaite, V., Öhman, I., Jantzen, F. P. T., Ekström, L. (2022). Effect of UGT1A4, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17 and ABC1B polymorphisms on lamotrigine metabolism in Danish patients. Epilepsy Research, 182, 106897. doi: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2022.106897
  33. Mitra-Ghosh, T., Callisto, S. P., Lamba, J. K., Remmel, R. P., Birnbaum, A. K., Barbarino, J. M. et al. (2020). PharmGKB summary: lamotrigine pathway, pharmacokinetics and pharmacodynamics. Pharmacogenetics and Genomics, 30 (4), 81–90. doi: https://doi.org/10.1097/fpc.0000000000000397
  34. Patsalos, P. N., Spencer, E. P., Berry, D. J. (2018). Therapeutic Drug Monitoring of Antiepileptic Drugs in Epilepsy: A 2018 Update. Therapeutic Drug Monitoring, 40 (5), 526–548. doi: https://doi.org/10.1097/ftd.0000000000000546
  35. Iannaccone, T., Sellitto, C., Manzo, V., Colucci, F., Giudice, V., Stefanelli, B. et al. (2021). Pharmacogenetics of Carbamazepine and Valproate: Focus on Polymorphisms of Drug Metabolizing Enzymes and Transporters. Pharmaceuticals, 14 (3), 204. doi: https://doi.org/10.3390/ph14030204
  36. Patsalos, P. N. (2013). Drug Interactions with the Newer Antiepileptic Drugs (AEDs) – Part 1: Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Interactions Between AEDs. Clinical Pharmacokinetics, 52 (11), 927–966. doi: https://doi.org/10.1007/s40262-013-0087-0
  37. Janmohamed, M., Brodie, M. J., Kwan, P. (2020). Pharmacoresistance – Epidemiology, mechanisms, and impact on epilepsy treatment. Neuropharmacology, 168, 107790. doi: https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2019.107790
  38. Akamine, Y., Uehara, H., Miura, M., Yasui-Furukori, N., Uno, T. (2015). Multiple inductive effects of carbamazepine on combined therapy with paliperidone and amlodipine. Journal of Clinical Pharmacy and Therapeutics, 40 (4), 480–482. doi: https://doi.org/10.1111/jcpt.12286
  39. Elmeliegy, M., Vourvahis, M., Guo, C., Wang, D. D. (2020). Effect of P-glycoprotein (P-gp) Inducers on Exposure of P-gp Substrates: Review of Clinical Drug–Drug Interaction Studies. Clinical Pharmacokinetics, 59 (6), 699–714. doi: https://doi.org/10.1007/s40262-020-00867-1
  40. Zhang, C., Kwan, P., Zuo, Z., Baum, L. (2012). The transport of antiepileptic drugs by P-glycoprotein. Advanced Drug Delivery Reviews, 64 (10), 930–942. doi: https://doi.org/10.1016/j.addr.2011.12.003
  41. Marshall, G. F., Gonzalez-Sulser, A., Abbott, C. M. (2021). Modelling epilepsy in the mouse: challenges and solutions. Disease Models & Mechanisms, 14 (3). doi: https://doi.org/10.1242/dmm.047449
  42. Prut, L., Belzung, C. (2003). The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. European Journal of Pharmacology, 463 (1-3), 3–33. doi: https://doi.org/10.1016/s0014-2999(03)01272-x
  43. Gastens, A. M., Brandt, C., Bankstahl, J. P., Löscher, W. (2008). Predictors of pharmacoresistant epilepsy: Pharmacoresistant rats differ from pharmacoresponsive rats in behavioral and cognitive abnormalities associated with experimentally induced epilepsy. Epilepsia, 49 (10), 1759–1776. doi: https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01659.x
  44. Sarkisov, G. T., Karapetyan, L. M., Sarkisyan, Zh. S.. (2010). Individual behavioral characteristics of mice in the black-and-white camera test. Biological Journal of Armenia, 62 (1), 23.
Особливості дії протиепілептичних препаратів на судоми у мишей з корнеальним кіндлінгом на тлі низькодозової премедикації карбамазепіном та сультіамом

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Бойко, Ю. О., Танцюра, Є. О., Бойко, І. А., & Танцюра, Л. М. (2023). Особливості дії протиепілептичних препаратів на судоми у мишей з корнеальним кіндлінгом на тлі низькодозової премедикації карбамазепіном та сультіамом. ScienceRise: Pharmaceutical Science, (3(43), 67–78. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.265308

Номер

№ 3(43) (2023)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Yurii Boiko, Yevhen Тantsura, Irina Boiko , Liudmyla Tantsura

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.