ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2023, 72(4):172-183 | DOI: 10.5817/CSF2023-4-172

Vliv digoxinu, valproátu sodného a celekoxibu na mozkovou cyklooxygenázovou dráhu a neuron-specifickou enolázu při pentylenetetrazolem podnícené záchvaty u myší

Vadim Tsyvunin1,*, Sergiy Shtrygol'2, Mariia Mishchenko2, Dmytro Lytkin3, Andriy Taran2, Diana Shtrygol'4, Tatiana Gorbach5
1 ORGANOSYN LTD, Kyiv, Ukraine
2 Department of Pharmacology and Pharmacotherapy, National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine
3 Educational and Scientific Institute of Applied Pharmacy, National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine
4 Department of Clinical Neurology, Psychiatry, and Narcology, School of Medicine, V. N. Karazin, Kharkiv National University, Kharkiv, Ukraine
5 Department of Biological Chemistry, Kharkiv National Medical University, Kharkiv, Ukraine

Neurozánět hraje důležitou roli v patogenezi epilepsie, a proto je nutné objasnit vliv klasických antiepileptik i adjuvantních látek (např. srdečního glykosidu digoxinu, který již dříve vykazoval jasný antikonvulzivní potenciál) na dráhu cyklooxygenázy a neuron-specifické enolázy v podmínkách chronické epileptogeneze. Cílem článku bylo objasnit vliv digoxinu, natrium-valproátu a celekoxibu samostatně, ale i kombinace digoxinu s natrium-valproátem na obsah cyklooxygenázy 1. a 2. typu, prostaglandinů E2, F2α, I2, tromboxanu B2, 8-isoprostanu a neuron-specifické enolázy v mozku myší na modelu pentylenetetrazolem podnícených záchvatů. Bylo zjištěno, že pouze kombinace natriumvalproátu s digoxinem poskytuje úplný ochranný účinek (absence záchvatů) a vykazuje nejzřetelnější vliv na markery neurozánětu a poškození neuronů ve srovnání s monoterapií každým z těchto léčiv a celekoxibem, který se ukázal jako neúčinné antikonvulzivum. Získané výsledky naznačují, že digoxin je slibným adjuvantním lékem ke klasickým antiepileptikům (především natrium-valproátu) v léčbě epilepsie.

Klíčová slova: digoxin; neuron-specifická enoláza; cyklooxygenáza; pentylenetetrazolem podnícené záchvaty; natrium-valproát; celekoxib

Effect of digoxin, sodium valproate, and celecoxib on the cerebral cyclooxygenase pathway and neuron-specific enolase under the pentylenetetrazole-induced kindling in mice

Neuroinflammation plays an important role in the pathogenesis of epilepsy, so it is necessary to clarify the influence of standard antiepileptic drugs as well as adjuvant agents (e.g., cardiac glycoside digoxin, which previously showed a clear anticonvulsant potential) on cyclooxygenase pathway and neuron-specific enolase under the conditions of chronic epileptogenesis. The aim of the article is to determine the effect of digoxin, sodium valproate, and celecoxib per se, as well as the combination of digoxin with sodium valproate on the content of cyclooxygenase 1 and 2 types, prostaglandins E2, F2α, I2, thromboxane B2, 8-isoprostane and neuron-specific enolase in the brain of mice in the pentylenetetrazole-induced kindling model. It was found that only the combination of sodium valproate with digoxin provides a complete protective effect (absence of seizures) and shows the clearest influence on neuroinflammation markers and neuronal damage than monotherapy with each of these drugs and celecoxib, which appeared to be an ineffective anticonvulsant. The obtained results indicate that digoxin is a promising adjuvant drug to classical antiepileptic drugs (mostly sodium valproate) in epilepsy treatment.

Keywords: digoxin; neuron-specific enolase; valproate; cyclooxygenase; pentylenetetrazole-induced kindling; celecoxib
Grants and funding:

This work is a part of the scientific project "Rationale for improving the treatment of multidrug-resistant epilepsy through the combined use of classical anticonvulsant medicines with other drugs" (No. 0120U102460, 2020/2022) supported by the Ministry of Health of Ukraine and carried out at the expense of the State Budget of Ukraine.

Vloženo: 10. říjen 2022; Přijato: 26. duben 2023; Zveřejněno: 1. duben 2023  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Tsyvunin V, Shtrygol' S, Mishchenko M, Lytkin D, Taran A, Shtrygol' D, Gorbach T. Vliv digoxinu, valproátu sodného a celekoxibu na mozkovou cyklooxygenázovou dráhu a neuron-specifickou enolázu při pentylenetetrazolem podnícené záchvaty u myší. Čes. slov. farm. 2023;72(4):172-183. doi: 10.5817/CSF2023-4-172.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Thijs R. D., Surges R., O'Brien T. J., Sander J. W. Epilepsy in adults. Lancet 2019; 393(10172), 689-701. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Rosillo-de la Torre A., Luna-Bárcenas G., Orozco-Suárez S., Salgado-Ceballos H., García P., Lazarowski A., Rocha L. Pharmacoresistant epilepsy and nanotechnology. Front. Biosci. (Elite Ed) 2014; 6, 329-340.
    3. Weaver D. F., Pohlmann-Eden B. Pharmacoresistant epilepsy: Unmet needs in solving the puzzle(s). Epilepsia 2013; 54, 80-85. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Tsyvunin V., Shtrygol' S., Shtrygol' D. Digoxin enhances the effect of antiepileptic drugs with different mechanism of action in the pentylenetetrazole-induced seizures in mice. Epilepsy Res. 2020; 167, 106465. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Tsyvunin V., Shtrygol' S., Havrylov I., Shtrygol' D. Lowdose digoxin enhances the anticonvulsive potential of carbamazepine and lamotrigine in chemo-induced seizures with different neurochemical mechanisms. ScienceRise, Pharm. Sci. 2021; 6(34), 58-65. Přejít k původnímu zdroji...
    6. Tsyvunin V., Shtrygol' S., Shtrygol' D., Mishchenko M., Kapelka I., Taran A. Digoxin potentiates the anticonvulsant effect of carbamazepine and lamotrigine against experimental seizures in mice. Thai. J. Pharm. Sci. 2021; 45(3), 165-171. Přejít k původnímu zdroji...
    7. Tsyvunin V., Shtrygol' S., Mishchenko M., Shtrygol' D. Digoxin at a sub-cardiotonic dose for the modulation of the anticonvulsive potential of valproate, levetiracetam, and topiramate in experimental primary generalized seizures. Ces.Slov. Farm. 2022; 71, 76-86. Přejít k původnímu zdroji...
    8. Dhir A. An update of cyclooxygenase (COX)-inhibitors in epilepsy disorders. Expert Opin. Investig. Drugs 2019; 28(2), 191-205. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Zidar N., Odar K., Glavac D., Jerse M., Zupanc T., Stajer D. Cyclooxygenase in normal human tissues - is COX-1 really a constitutive isoform, and COX-2 an inducible isoform? J. Cell Mol. Med. 2009; 13(9B), 3753-3763. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Hoozemans J. J., Rozemuller A. J., Janssen I., De Groot C. J., Veerhuis R., Eikelenboom P. Cyclooxygenase expression in microglia and neurons in Alzheimer's disease and control brain. Acta Neuropathol. 2001; 101(1), 2-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Wang H., Ye M., Yu L., Wang J., Guo Y., Lei W., Yang J. Hippocampal neuronal cyclooxygenase-2 downstream signaling imbalance in a rat model of chronic aluminium gluconate administration. Behav. Brain. Funct. 2015; 11, 8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Bosetti F., Sang-Ho Choi Rethinking the role of cyclooxygenase-1 in neuroinflammation: More than homeostasis. Cell Cycle 2010; 9(15), 2919-2920. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Yermakova A., O'Banion M. K. Cyclooxygenases in the central nervous system: implications for treatment of neurological disorders. Curr. Pharm. Des. 2000; 6(17), 1755-1776. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Bazan N. G. COX-2 as a multifunctional neuronal modulator. Nat Med 2001; 7(4), 414-415. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Seo W., Oh H. Comparisons of acute physiological parameters influencing outcome in patients with traumatic brain injury and hemorrhagic stroke. Worldviews Evid Based Nurs 2009; 6(1), 36-43. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Niizuma K., Endo H., Chan P. H. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction as determinants of ischemic neuronal death and survival. J. Neurochem. 2009; 109(1), 133-138. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Wu L., Xiong X., Wu X., Ye Y., Jian Z., Zhi Z., Gu L. Targeting Oxidative Stress and Inflammation to Prevent Ischemia-Reperfusion Injury. Front. Mol. Neurosc. 2020; 13, 28. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Herasymchuk N. M. 8-isoprostane as the main marker of oxidative stress. Zaporož. Med. Ž. 2018; 6(111), 853-859. Přejít k původnímu zdroji...
    19. Czerska M., Zieliński M., Gromadzińska J. Isoprostanes - A novel major group of oxidative stress markers. Int. J. Occup. Med. Environ. Health. 2016; 29(2), 179-190. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Miller E., Morel A., Saso L., Saluk J. Isoprostanes and Neuroprostanes as Biomarkers of Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases. Oxid. Med. Cell Longev. 2014; 2014, 572491. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Patel M., Liang L. P., Roberts L. J. Enhanced hippocampal F2-isoprostane formation following kainate-induced seizures. J. Neurochem. 2001; 79, 1065-1069. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Akcan A., Akyildiz H., Deneme M. A., Akgun H., Aritas Y. Granulomatous lobular mastitis: A complex diagnostic and therapeutic problem. World J. Surg. 2006; 30, 1403- 1409. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Fürst R., Zündorf I., Dingermann T. New Knowledge About Old Drugs: The Anti-Inflammatory Properties of Cardiac Glycosides. Planta Med. 2017; 83(12-13), 977- 984. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Singh T., Mishra A., Goel R. K. PTZ kindling model of epileptogenesis, refractory epilepsy, and associated comorbidities: relevance and reliability. Metab. Brain. Dis. 2021; 36(7), 1573-1590. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Hock F. J. Drug Discovery and Evaluation: Pharmacological Assays. Springer International Publishing 2016. Přejít k původnímu zdroji...
    26. Duveau V., Pouyatos B., Bressand K., Bouyssi'eres C., Chabrol T., Roche Y., Roucard C. Differential effects of antiepileptic drugs on focal seizures in the Intrahippocampal kainate mouse model of mesial temporal lobe epilepsy. CNS Neurosci. Ther. 2016; 22, 497-506. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Oliveira M. S., Furian A. F., Royes L. F., Fighera M. R., Fiorenza N. G., Castelli M., Machado P., Bohrer D., Veiga M., Ferreira J., Cavalheiro E. A., Mello C. F. Cyclooxygenase-2/PGE2 pathway facilitates pentylenetetrazol-induced seizures. Epilepsy Res. 2008; 79(1), 14-21. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Racine R. J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1972; 32, 281-294. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Shaker M. E., Hamed M. F., Shaaban A. A. Digoxin mitigates diethylnitrosamine-induced acute liver injury in mice via limiting production of inflammatory mediators. Saudi Pharm. J. 2022; 30(3), 291-299. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Kinoshita P. F., Yshii L. M., Vasconcelos A. R., Orellana A. M., Lima L., Davel A. P., Rossoni L. V., Kawamoto E. M., Scavone C. Signaling function of Na,K-ATPase induced by ouabain against LPS as an inflammation model in hippocampus. J. Neuroinflammation 2014; 11, 218. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Chen J. Y., Chu L. W., Cheng K. I., Hsieh S. L., Juan Y. S., Wu B. N. Valproate reduces neuroinflammation and neuronal death in a rat chronic constriction injury model. Sci. Rep. 2018; 8(1), 16457. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Itoh K., Taniguchi R., Matsuo T., Oguro A., Vogel C., Yamazaki T., Ishihara Y. Suppressive effects of levetiracetam on neuroinflammation and phagocytic microglia: A comparative study of levetiracetam, valproate and carbamazepine. Neurosci. Lett. 2019; 708, 134363. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Raza M., Dhariwal M. A., Ageel A. M., Qureshi S. Evaluation of the anti-inflammatory activity of sodium valproate in rats and mice. Gen. Pharmacol. 1996; 27(8), 1395-1400. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Vezzani A., Viviani B. Neuromodulatory properties of inflammatory cytokines and their impact on neuronal excitability. Neuropharmacology 2015; 96, 70-82. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Mishchenko M., Shtrygol' S., Lozynskyi A., Khomyak S., Novikov V., Karpenko O., Holota S., Lesyk R. Evaluation of anticonvulsant activity of dual COX-2/5-LOX inhibitor darbufelon and its novel analogues. Sci. Pharm. 2021; 89(2), 22. Přejít k původnímu zdroji...
    36. Dash P. K., Mach S. A., Moore A. N. Regional expression and role of cyclooxygenase-2 following experimental traumatic brain injury. J. Neurotrauma 2000; 17(1), 69-81. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Tanaka S., Nakamura T., Sumitani K., Takahashi F., Konishi R., Itano T., Miyamoto O. Stageand region-specific cyclooxygenase expression and effects of a selective COX-1 inhibitor in the mouse amygdala kindling model. Neurosci. Res. 2009; 65(1), 79-87. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Jiang J., Yang M. S., Quan Y., Gueorguieva P., Ganesh T., Dingledine R. Therapeutic window for cyclooxygenase-2 related anti-inflammatory therapy after status epilepticus. Neurobiol Dis 2015; 76, 126-136. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Dey A., Kang X., Qiu J., Du Y., Jiang J. Anti-inflammatory small molecules to treat seizures and epilepsy: From bench to bedside. Trends Pharmacol. Sci. 2016; 37, 463-484. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Yu Y., Nguyen D. T., Jiang J. G protein-coupled receptors in acquired epilepsy: Druggability and translatability. Prog. Neurobiol. 2019; 183, 101682. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Sang N., Zhang J., Marcheselli V., Bazan N.G., Chen C. Postsynaptically synthesized prostaglandin E2 (PGE2) modulates hippocampal synaptic transmission via a presynaptic PGE2 EP2 receptor. J. Neurosci. 2005; 25, 9858-9870. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Chen C., Bazan N. G. Endogenous PGE2 regulates membrane excitability and synaptic transmission in hippocampal CA1 pyramidal neurons. J. Neurophysiol. 2005; 93, 929-941. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Bezzi P., Carmignoto G., Pasti L., Vesce S., Rossi D., Rizzini B. L., Pozzan T., Volterra A. Prostaglandins stimulate calcium-dependent glutamate release in astrocytes. Nature 1998; 391, 281-285. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Nagib M. M., Yu Y., Jiang J. Targeting prostaglandin receptor EP2 for adjunctive treatment of status epilepticus. Pharmacol. Ther. 2020; 209, 107504. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    45. Savonenko A., Muñoz P., Melnikova T., Wang Q., Liang X., Breyer R. M., Andreasson K. Impaired cognition, sensorimotor gating, and hippocampal long-term depression in mice lacking the prostaglandin E2 EP2 receptor. Exp. Neurol. 2009; 217, 63-73. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    46. Yang H., Zhang J., Breyer R. M., Chen C. Altered hippocampal long-term synaptic plasticity in mice deficient in the PGE2 EP2 receptor. J. Neurochem. 2009; 108, 295- 304. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Baran H., Heldt R., Hertting G. Increased prostaglandin formation in rat brain following systemic application of kainic acid. Brain Res. 1987; 404(1-2), 107-112. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    48. Takei S., Hasegawa-Ishii S., Uekawa A., Chiba Y., Umegaki H., Hosokawa M., Woodward D. F., Watanabe K., Shimada A. Immunohistochemical demonstration of increased prostaglandin F(2)alpha levels in the rat hippocampus following kainic acid-induced seizures. Neuroscience 2012; 218, 295-304. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    49. Steinhauer H. B., Anhut H., Hertting G. The synthesis of prostaglandins and thromboxane in the mouse brain in vivo. Influence of drug induced convulsions, hypoxia and the anticonvulsants trimethadione and diazepam. Naunyn Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1979; 310(1), 53-58. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Moghimipour E., Salami A., Monjezi M. Formulation and Evaluation of Liposomes for Transdermal Delivery of Celecoxib. Jundishapur J. Nat. Pharm. Prod. 2015; 10(1), e17653. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. Lugrin J., Rosenblatt-Velin N., Parapanov R., Liaudet L. The role of oxidative stress during inflammatory processes. Biol. Chem. 2014; 395(2), 203-230. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    52. Pearson J. N., Rowley S., Liang L. P., White A. M., Day B. J., Patel M. Reactive oxygen species mediate cognitive deficits in experimental temporal lobe epilepsy. Neurobiol. Dis. 2015; 82, 289-297. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    53. Pauletti A., Terrone G., Shekh-Ahmad T., Salamone A., Ravizza T., Rizzi M., Pastore A., Pascente R., Liang L. P., Villa B. R., Balosso S., Abramov A. Y., van Vliet E. A., Del Giudice E., Aronica E., Patel M., Walker M. C., Vezzani A. Targeting oxidative stress improves disease outcomes in a rat model of acquired epilepsy. Brain 2019; 142(7), e39. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    54. Mu R. Z., Liu S., Liang K. G., Jiang D., Huang Y. J. A Meta-Analysis of Neuron-Specific Enolase Levels in Cerebrospinal Fluid and Serum in Children with Epilepsy. Front. Mol. Neurosci. 2020; 13, 24. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Johannessen S. I., Landmark C. J. Antiepileptic drug interactions - principles and clinical implications. Curr. Neuropharmacol. 2010; 8(3), 254-267. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. Patsalos P. N., Fröscher W., Pisani F., van Rijn C. M. The importance of drug interactions in epilepsy therapy. Epilepsia 2002; 43(4), 365-385. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    57. Perucca E. Clinically relevant drug interactions with antiepileptic drugs. Br. J. Clin. Pharmacol. 2006; 61(3), 246-255. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.