Adenosinergic Modulation of Homocysteine-Induced Seizures in Mice

Authors


Gensia Pharmaceuticals, Inc., 11025 Roselle St., San Diego, CA 92121, U.S.A.

Abstract

Summary: Homocysteine thiolactone (HTL) elicits seizures in mice at a dose of 850 mg/kg (95–100% of animals) with an average latency time of 19.5 min. These seizures are reversed by both 5′N-ethylcarboximide adenosine (NECA) and flunitrazepam, with respective ED50 doses of 0.025 and 0.20 mg/kg. NECA was approximately fourfold more potent as an inhibitor of HTL-induced seizures than of seizures induced by pentylenetetrazol (PTZ, 75 mg/kg). Flunitrazepam was equipotent in both seizure paradigms. The purine precursor 5-amino-4-imidazole carboxamide riboside, (AICAr), although virtually ineffective against PTZ-induced seizures at doses ˜1 g/kg, was able to inhibit HTL-induced seizures with an ED50 of ˜ 350 mg/kg. The anticonvulsant effect of AICAr was dose and time dependent. The anticonvulsant potency of AICAr was increased by simultaneous administration of the adenosine uptake blocker Mioflazine, whereas the central nervous system (CNS)-impenneable adenosine uptake blocker dipyridamole had no effect. The ability of AICAr to permeate the blood-brain barrier (BBB) is limited (<1%) and may explain its low potency as an anticonvulsant. AICAr also has very low potency at brain adenosine A, and A2 receptors as well as adenosine uptake sites (IC50 < 10 -3M), suggesting that its anticonvulsant properties are not mediated by direct action at these sites. The results indicate that AICAr does have frank anticonvulsant effects and further suggest that HTL-induced seizures may represent a useful paradigm for evaluation of adenosinergic agents. AICAr or more potent derivatives thereof may represent a new class of anticonvulsants with the ability to target seizure foci selectively.

RÉSUMÉ

L'Homocystéine Thiolactone (HTL) provoque des crises chez la souris à des doses de 850 mg/kg (chez 95 à 100% des animaux) avec une latence moyenne de 19.5 min. Ces crises sont inhibées par la 5'N-éthylcarboximide adénosine (NECA), avec une ED-50 de 0.025 et 0.20 mg/kg respectivement. La NECA a été environ 4 fois plus puissante dans l'inhibition des crises induites par HTL que dans celle des crises induites par pentylènetétrazol (PTZ, 75 mg/kg). Le Flunitrazépam a étéégalement efficace sur les deux modèles de crises. Le 5-amino-4-imidazol carboxamide riboside (AICAr) précurseur des purines, qui est pratiquement inefficace contre des crises induites par PTZ à des doses supérieurcs à 1 g/kg, a inhibé les crises induites par HTL, avec une ED-50 d'environ 350 mg/kg. Les effets anticonvulsivants de l'AICr ont été dose-et temps-dépendants. Le pouvoir anticonvulsivant de l'AICAr a été augmenté par l'administration simultanée de mioflazine, qui est un bloqueur du recaptage de l'adénosine, alors que le le dipyridamol, bloqueur du recaptage de l'adénosine ne passant pas dans le système nerveux central, a été inefficace. Le passage intra-cérébral de l'AICAr est limité (moins de 1%), ce qui peut expliquer la faiblesse de son effet anticonvulsivant. l'AICAr est peu efficace au niveau des récepteurs adénosinergiques cérébraux A1 et A2, ainsi qu'au niveau des sites de recaptage de l'adénosine (IC50˜ 10-3M), ce qui suggère que ses propriétés anticonvulsivantes ne sont pas liées à une action directe au niveau de ces sites. Ces résultats indiquent que l'AICAr a des effets anticonvulsivants nets, et que les crises induites par HTL peuvent représenter un modèle utile pour l'évalutation des agents adénosinergiques. l'AICAr ou des dérivés plus puissants de cette moleacule peuvent représenter une nouvelle classe d'anticonvulsivants, avec la possibilité d'une action sélective sur les foyers critiques.

RESUMEN

La homocisteina tiolactona (HTL) produce ataques en ratones con dosis de 850 mg/kg (en el 95–100% de los animates) con un promedio de tiempo de latencia de 19.5 min. Estos ataques se controlan mediante 5'N-etilcarboximida adenosina (NECA) y flunitrazepan con respectivas dosis ED-50 de 0.025 y 0.20 mg/kg. La NECA fue, aproximadamente, 4 veces más potente como inhibidor de los ataques inducidos por la HTL que los producidos por el pentilentetrazol PTZ (75 mg/kg). El flunitrazepan mostró una potencia equivalente. El precursor de la purina 5-amino-4-imidazol carboxamida riboside (AICAr), aunque vir-tualmente ineficaz contra los ataques inducidos por el PTZ en dosis por encima de 1 gram/kg, fue capaz de inhibir los ataques inducidos por la HTL con una ED-50 de aproximadamente 350 mg/kg. El efecto anticonvulsive del AICAr fue dosis y tiempo-dependiente. La potencia anticonvulsiva de la AICAr se incremento mediante la administración simultánea de la mioflacina, bloqueante de la captura de adenosina, mientras el dipiridamol, bloqueante de la captura de adenosina pero que no penetra en el Sistema Nervioso Central no fue eficaz. La capacidad de la AICAr de penetrar la barrera hematoencefálica es limitada (menos de 1%) lo que puede explicar su reducido potencial como anticonvulsive. La AICAr también tiene escasa potencia en los receptores cerebrales de adenosina A1 y A2 cerebrales y en los lugares de captacibn de adenosina (IC50˜ 10 -3M) lo que sugiere que sus facultades anticonvulsivas no están mediadas por la actión directa sobre esos receptores. Estos resultados significan que la AICAr tiene efectos anticonvulsivos claros y que los ataques inducidos por la HTL pueden reperesentar un paradigma utilizable para la evaluación de los agentes adenosineérgicos. LA AICAr o sus derivados más potentes, puede considerarse como una nueva clase de anticonvulsivos con la facultad de actuar selectivamente sobre los focos epitépticos.

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