Aktywność przeciwdrgawkowa i inne właściwości ośrodkowe nowych inhibitorów wychwytu zwrotnego GABA u myszy

The dysfunction of GABAergic neurotransmission is involved in a large number of human diseases. Due to this fact, various components of GABAergic system are the therapeutic site of action for many drugs. Moreover, new active compounds to enhance GABAergic transmission are still being developed. Inhibition of γ-aminobutyric acid (GABA) transporters is a possible way to potentiate GABAergic transmission. Currently, five subtypes of GABA transporters are described, and four of them are plasma membrane transporters (GAT1-4). Plasma membrane GABA transporters, also known as GATs, are involved in the GABA reuptake from the synaptic cleft.The aim of the present study was to assess the role of four known plasma membrane GABA transporter subtypes in behavioural models of depression, anxiety, acute pain and seizures in rodents. For this purpose, we evaluated in in vivo assays the pharmacological activity of new GABA transport inhibitors, which are derivatives of γ hydroxybutyric acid. The activity of reference compounds: tiagabine and (S)-SNAP-5114 which are selective inhibitors of GAT1 and GAT4, respectively was also assessed.The study was performed in male Albino Swiss mice (CD-1). The test compounds were administrated intraperitoneally 30 minutes before the behavioural tests, except for the pilocarpine – induced seizures test (60 minutes).The results of our study suggest that plasma membrane GABA transporters are involved and play a significant role in theGABAergic transmission. GAT1 and GAT4 transporters are almost exclusively located in the central nervous system and play the main role in the regulation of GABAergic transmission in this area. The inhibition of GAT1, GAT4 and also GAT2 can be obtained by selective and nonselective GAT inhibitors exerting anticonvulsant effects. Compounds with high affinity for GAT1 showed antinociceptive effect in the model of acute pain, and also demonstrated a significant antidepressant-like activity in the forced swim test. The weaker antidepressant-like properties were shown by inhibitors of GAT4. In the elevated plus maze test and the four-plate test, the anxiolytic-like activity was demonstrated by compounds with affinity for GAT1 and also for GAT4 transporters. The decreased locomotor activity and impaired motor coordination of animals was observed after the administration of compounds with high affinity for GAT1.Our study, as well as available literature indicate that plasma membrane GABA transporters are a promising potential therapeutic target for the future treatment of a large number of human diseases associated with the dysfunction of the GABAergic neurotransmission.

Zaburzenia przekaźnictwa GABA-ergicznego są przyczyną występowania wielu schorzeń. Z uwagi na ten fakt, różne komponenty tego układu stały się miejscem działania wielu leków. Ponadto poszukiwane są ciągle nowe związki, wykazujące wpływ na przekaźnictwo GABA. Jednym z mechanizmów zwiększenia aktywności GABA jest zahamowanie jego wychwytu zwrotnego przez błonowe transportery GABA (GAT). Obecnie zidentyfikowano 5 podtypów transporterów GABA, z których cztery stanowią transportery błonowe (GAT 1-4), natomiast piąty (VGAT) należy do transporterów pęcherzykowych. Celem pracy było określenie roli błonowych transporterów GABA (GAT1-4) w behawioralnym modelu depresji, lęku, bólu ostrego oraz drgawek u gryzoni. W tym celu zbadano in vivo farmakologiczną aktywność nowych inhibitorów transporterów GABA, będących pochodnymi kwasu γ-hydroksymasłowego, a także związków referencyjnych: tiagabiny i (S)-SNAP-5114, będących selektywnymi inhibitorami odpowiednio transportera GAT1 i GAT4.W badaniach wykorzystano myszy, samce rasy Swiss Albino. Związki badane, a także związki referencyjne podawano zwierzętom dootrzewnowo 30 minut przed właściwym testem, za wyjątkiem testu aktywności przeciwdrgawkowej w modelu drgawek indukowanych pilokarpiną, gdzie wszystkie związki podawano 60 minut przed testem. Wyniki badań wykazały istotny wpływ błonowych transporterów GABA na przekaźnictwo GABA-ergiczne. Transportery GAT1 i GAT4 są głównymi strukturami biorącymi udział w regulacji tej transmisji w obrębie OUN, ze względu na ich duże rozpowszechnienie w tym rejonie. Transportery GAT1 i GAT4, a także GAT2 pełnią istotną rolę w aktywności przeciwdrgawkowej, a ich hamowanie przez selektywne i nieselektywne związki wywołuje efekt przeciwdrgawkowy. Związki posiadające powinowactwo do transporterów GAT1 wykazały działanie analgetyczne w modelu bólu ostrego. Związki wykazujące selektywność do transportera GAT1 wykazały silną aktywność przeciwdepresyjną w teście wymuszonego pływania u myszy. Mniejszą aktywność wykazały związki z powinowactwem do transportera GAT4. Aktywność przeciwlękową w FPT, a także EPM wykazały związki mające powinowactwo do transporterów GAT1, a także GAT4. Zaobserwowano również, że związki wykazujące nasilone powinowactwo do transporterów GAT1 zaburzały koordynację motoryczną zwierząt, a także obniżały aktywność lokomotoryczną. Wcześniejsze badania, a także dane literaturowe wskazują, że hamowanie aktywności transporterów GABA stanowi potencjalny cel terapeutyczny w leczeniu licznych schorzeń związanych z zaburzeniem przekaźnictwa GABA-ergicznego.