Modulação do padrão convulsivo e das alterações cerebrais e comportamentais em crises epilépticas através do reposicionamento com mentantina

Abstract

A crise epiléptica prolongada é acompanhada por neurodegeneração, alterações nos biomarcadores relacionados ao dano celular e prejuízos comportamentais, e os antiepilépticos clássicos geralmente não são eficazes em proteger contra estas consequências. O reposicionamento de fármacos, com foco em um medicamento com ação multialvo, é uma solução viável para lidar com a epilepsia refratária e pode fornecer uma alternativa para o gerenciamento das consequências indesejáveis das crises. Antagonistas do receptor de N-metil-D-aspartato exibem ação anticonvulsivante e atuam como neuroprotetores. No entanto, estes compostos demonstraram muitos efeitos adversos inaceitáveis. Apesar disso, a memantina (MN), um antagonista do NMDAR de baixa afinidade, é clinicamente bem tolerado e não produz efeitos colaterais consideráveis. Portanto, o objetivo da presente tese foi investigar o efeito protetor da MN contra a degeneração neuronal, padrão convulsivo, marcadores neuroquímicos e alterações comportamentais a longo prazo, induzidos por modelos químicos de crises prolongadas. Ratos Wistar filhotes receberam MN (20 mg / kg i.p.) em diferentes regimes de tratamento antes e após a indução da crise no modelo de LiCl-pilocarpina. A neurodegeneração foi quantificada por fluoro jade C 24 horas após a crise. Os peixeszebra foram pré-tratados com veículo ou MN (20 ou 50 mg / kg; i.p.) 1 h ou 2 h antes da imersão em solução de PTZ a 10 mM. As análises comportamentais e neuroquímicas foram realizadas 24 horas após a crise. Em CA1, a neurodegeneração diminuiu significativamente quando os ratos jovens receberam MN nos tempos de 0h e 0,25 h. Além disso, o pós-tratamento foi capaz de proteger contra a neurodegeneração na amigdala. O pré-tratamento com MN mostrou uma redução na morte celular no tálamo nos roedores. Já em peixe-zebra, a administração de MN reduziu a expressão relativa do gene grin2A. As crises induzidas com PTZ aumentam a carbonilação de proteínas e a atividade da SOD, e o tratamento com MN impediu essa alteração no estado redox. O peixe-zebra submetido às crises com PTZ apresentou aumento no tempo gasto na zona branca do aparato claro / escuro e a MN preveniu essa anormalidade comportamental. Nossos resultados demonstraram o efeito neuroprotetor da MN na morte neuronal induzida pelas crises no início da vida em ratos. Este efeito foi dependente do tempo e da região cerebral estudada. De fato, a ação anticonvulsivante da MN previne as alterações comportamentais e neuroquímicas relacionadas ao PTZ em peixe-zebra, reforçando o seu uso off-label para tratar as consequências neurocomportamentais da epilepsia.

Prolonged epileptic seizure is accompanied by neurodegeneration, damage-related biomarkers alterations and impaired behavior, and the classical antiepileptic drugs are not effective in protect these consequences. Repurposing with focus in a multi-target drug is a viable solution to deal with refractory epilepsy and may provide an alternative for management of undesirable consequences of seizures. Typical N-methyl-D-aspartate receptor antagonists exhibit anticonvulsant action and are currently able to provide neuroprotection against neuronal death. However, these compounds have demonstrated many side effects. Despite this, memantine (MN), a low-affinity NMDA antagonist, is clinically well tolerate and does not induce considerable side effects. Therefore, the aim of the present thesis was to investigate the protectives effect of the MN against neuronal degeneration, seizures pattern, neurochemical seizure markers and long-term behavioral alterations induced by chemical models of prolonged seizures. Wistar pup rats received MN (20 mg/kg i.p.) at different treatment regimens before and after seizure induction in Li-pilocarpine model. Neurodegeneration was quantified by fluoro jade C staining. Zebrafish were pre-treated with vehicle or MN (20 or 50 mg/kg; i.p.) 1h or 2h before immersion into PTZ solution at 10 mM. Behavioral and neurochemical analyses was performed 24 h after seizure. In CA1 subfield neurodegeneration was significantly decreased when animals received MN at 0h and 0.25h post-treatment regimens. Additionally, post-treatment was able to protect against neurodegeneration in amygdala region. MN pre-treatment showed a reduction of cell death in thalamus. MN reduced the relative grin2A gene expression. PTZ-seizure induction increase protein carbonylation and SOD activity, and MN treatment prevented this state redox imbalance. PTZchallenged zebrafish presented increases in time spent in white zone into light/dark apparatus and MN prevented this behavioural abnormality. Our results demonstrated the neuroprotective effect of MN on neuronal loss induced by seizure early in life. This effect was time- and region-dependent. Indeed, anticonvulsant action of MN ameliorates behavioral and neurochemical PTZ-related changes in zebrafish seizure model, reinforcing the off-label use to treat neurobehavioral consequences of epilepsy.