Efeito neuroprotetor da lacosamida sobre parâmetros comportamentais, bioquímicos e mitocondriais em camundongos

Abstract

Lacosamida (LCM) é um fármaco anticonvulsivante de terceira geração, aprovado como terapia adjuvante no tratamento de crises de início focal com ou sem generalização secundária em pacientes adultos. O mecanismo de ação, ainda não completamente elucidado, concentra-se na inativação lenta de canais de sódio dependentes de voltagem, proporcionando estabilização de membranas hiperexcitáveis. Possui características farmacocinéticas favoráveis como rápida absorção oral, biodisponibilidade de aproximadamente 100% e baixo potencial para interações medicamentosas. O presente estudo (número de aprovação 34.134) teve como objetivo explorar o perfil farmacológico de LCM em convulsões induzidas por pentilenotetrazol (PTZ) no modelo de Kindling bem como sobre parâmetros de estresse oxidativo, função mitocondrial, genotoxicidade e mutagenicidade, apoptose neuronal e neuroinflamação. Um total de 142 camundongos machos CF-1 (com idade de 45 dias e peso entre 30-50 g) foram divididos em seis grupos experimentais: salina (n = 24), salina-PTZ (n = 23), diazepam-PTZ (n = 24), LCM 20 mg/kg-PTZ (n = 24), LCM 30 mg/kg-PTZ (n = 24) e LCM 40 mg/kg-PTZ (n = 23). Os animais receberam em dias alternados, por um período de 11 dias, injeções intraperitoneais de solução salina e diazepam (2 mg/kg) 30 minutos antes do estímulo subconvulsivo (PTZ 50 mg/kg, s.c.); LCM (20, 30 ou 40 mg/kg) foi administrada por gavagem uma hora antes da administração de PTZ. No último dia de tratamento, os animais foram eutanasiados e os tecidos coletados (hipocampo para medidas bioquímicas e teste cometa alcalino, sangue periférico também para teste cometa alcalino e medula óssea para o teste de micronúcleos). Os parâmetros avaliados durante 30 minutos foram a latência para a primeira convulsão (LFS) e a porcentagem de convulsões. Os resultados demonstraram que LCM não impediu a ocorrência de convulsões nem aumentou a LFS, com exceção do terceiro dia de tratamento, no qual observou-se aumento na LFS e diminuição da porcentagem de convulsões no grupo LCM 40 mg/kg-PTZ, comportamento que não se repetiu ao longo do protocolo. Observou-se nos três grupos tratados com LCM diminuição na formação de espécies reativas de oxigênio como também diminuição na atividade da superóxido dismutase e da catalase, sugerindo que LCM pode exercer efeito através de outras defesas antioxidantes. Além disso, nos grupos tratados com as maiores doses de LCM foi observada melhora na atividade enzimática do complexo mitocondrial I-III em comparação ao grupo salina e salina-PTZ, provavelmente devido ao efeito antioxidante promovido por LCM. A dose de 30 mg/kg também foi capaz de melhorar a atividade do complexo II em comparação ao grupo controle salina-PTZ. Nos grupos LCM 20 mg/kg-PTZ e 30 mg/kg-PTZ observou-se proteção ao ácido desoxirribonucleico (ADN) no hipocampo, uma vez que não houve diferença em comparação ao grupo salina; em sangue periférico não houve diferença entre os grupos. Também não foi observada mutagenicidade em nenhum dos grupos de tratamento. LCM nas três doses não exerceu efeito significativo sobre a expressão de Bcl-2; no entanto, LCM 20 mg/kg induziu aumento na expressão de ciclo-oxigenase-2 quando comparado ao grupo salina. Para concluir, apesar de LCM não prevenir o comportamento convulsivo, este composto mostrou potencial para reduzir a produção de radicais livres e o dano ao ADN causado por PTZ no modelo de kindling em camundongos.

Lacosamide (LCM) is a third generation antiepileptic drug, approved as adjunctive therapy in the treatment of focal onset seizures with or without secondary generalization in adult patients. The mechanism of action, still not completely elucidated, focuses on the slow inactivation of voltage-dependent sodium channels, providing stabilization of hyperexcitable membranes. It has favorable pharmacokinetic characteristics such as rapid oral absorption, bioavailability around 100% and low potential for drug interactions. The present study (authorization number 34.134) aimed to explore the pharmacological profile of LCM in pentylenetetrazol (PTZ) induced seizures in the kindling model, as well as on oxidative stress parameters, mitochondrial function, genotoxicity and mutagenicity, neuronal apoptosis and neuroinflammation in mice. A total of 142 CF-1 male mice (45 days old and weighing between 30-50 g) were divided into six experimental groups: saline (n = 24), saline-PTZ (n = 23), diazepam-PTZ (n = 24), LCM 20 mg/kg-PTZ (n = 24), LCM 30 mg/kg-PTZ (n = 24) and LCM 40 mg/kg-PTZ (n = 23). Animals were given intraperitoneal injections of saline and diazepam (2 mg/kg) 30 minutes before the subconvulsive stimuli (PTZ 50 mg/kg, s.c.); LCM (20, 30 or 40 mg/kg) was administered by gavage one hour before PTZ administration. On the last day of treatment, the animals were euthanized and the tissues were collected (hippocampi for biochemical analysis and alkaline comet assay, peripheral blood also for alkaline comet assay and bone marrow for micronucleus test). The parameters evaluated during 30 minutes were the latency for the first seizure (LFS) and the percentage of seizures. The results showed that LCM did not prevent seizures or increase LFS, except for the third day of treatment, in which there was an increase in LFS and a decrease in the percentage of seizures in the group treated with LCM 40 mg/kg, behavior that not repeated throughout the protocol. In all three groups treated with LCM, there was a decrease in the formation of reactive oxygen species, as well as a decreased in the activity of superoxide dismutase and catalase activity, suggesting that another mechanism may be involved in this antioxidant activity. In addition, in the groups treated with the highest doses of LCM, an improvement in the enzymatic activity of the mitochondrial complex I-III was observed in comparison to the saline and saline-PTZ groups, probably due to the antioxidant effect promoted by LCM. The 30 mg/kg dose was also able to improve complex II activity compared to the saline-PTZ control group. In the LCM 20 mg/kg-PTZ and 30 mg/kg-PTZ groups, deoxyribonucleic acid (DNA) protection was observed in the hippocampi, as there was no difference compared to the saline group; in peripheral blood there was no difference between groups. No mutagenicity was observed in any of the treatment groups. LCM had no significant effect on Bcl-2 expression; however, LCM 20 mg/kg induced an increase in ciclooxygenase-2 expression when compared to the saline group. In conclusion, although LCM is not able to prevent the convulsive behavior, this compound exhibit potential to reduce free radicals and the genotoxic damage caused by the PTZ-kindling model in mice.