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Molecular pharmacology of amantadine and related drugs in cells heterologously expressing human transporters and receptors
Christian Sommerauer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Christian Pifl
DOI
10.25365/thesis.8501
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29252.60393.938554-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Seit den 70er Jahren wird das tricyklische Amin Amantadine als Hilfsmittel bei der Parkinson Erkrankung verwendet da es wesentlich dazu beiträgt Parkinson Symptome zu reduzieren. Die Parkinson Erkrankung ist gekennzeichnet durch einen Verlust von dopaminergen Nervenfasern der Substantia nigra pars compacta aber auch Noradrenalin-hältigen Fasern des locus coeruleus die auch von Nervenzellschädigung betroffen sind. Substanzen die den Dopaminspiegel wiederherstellen in der Anfangsphase der Krankheit sowie den Noradrenalin Spiegel in späteren Stadien sind klinisch relevant. In den 70er Jahren konnte gezeigt werden, dass Amantadin fähig ist den Dopamin und Noradrenalinspiegel anzuheben durch Blockade des Noradrenalin und Dopamintransporters (NAT und DAT) oder durch vermehrte Freisetzung dieser Katecholamine.
In der nachfolgenden Arbeit wollten wir herausfinden, ob Amantadin wie Amphetamin freisetzende Eigenschaften besitzt oder wie ein Wiederaufnahmehemmer am DAT und NAT wirkt. Die Umsetzung erfolgte mittels Uptakeexperimenten, Superfusions- experimenten und Patch clamp, da der genaue Mechanismus in den bisherigen Studien nicht untersucht wurde. Der zweite Teil der Arbeit bestand in der Herstellung von N-methyl-d-Aspartat (NMDA) Rezeptor (NR12A) exprimierenden HEK 293 Zellen deren neuer Rezeptor autotoxisch ist. In einigen Studien konnte gezeigt werden, dass Amantadin als NMDA Rezeptorblocker wirkt. Die Potenz von Amantadin, NMDA Rezeptor vermittelnde Autotoxizität zu unterdrücken wurde in Vitalitätsversuchen an diesen Zellen untersucht. Die Fähigkeit von Amantadin, das NAT Toxin 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) zu blockieren wurde ebenfalls untersucht.
Die Uptake Experimente zeigten, dass Amantadin 15 mal potenter war bei der Hemmung des NAT als des DAT. Bei den Superfusionsexperimenten konnte deutlich bewiesen werden, dass Amantadin einen Freisetzungseffekt besitzt mit einem Maximalwert der weniger als halb so groß ist wie der von Amphetamin. Mit Patch clamp konnte auch gezeigt werden, dass Amantadin ein freisetzendes Substrat am NAT ist. Bei den DAT exprimierenden Zellen produzierte Amantadin keine signifikanten Einwärtsströme was mit einer niedrigeren Affinität am Dopamintransporter zu erklären ist, übereinstimmend mit den Uptake Messergebnissen. Im Vitalitätsversuch konnte Ketamin die Cytotoxizität im µmolaren Bereich zu mehr als 90% unterbinden im Vergleich zu Zellen ohne NMDA Rezeptor Bildung. Im Gegensatz dazu war Amantadin bei 300 µM nur teilweise protektiv.
Abstract
(Englisch)
Since the 70s the tricyclic amine amantadine is used as anti Parkinson adjuvans as it could substantially reduce parkinsonian symptoms. Parkinson´s disease is characterized by a loss of dopaminergic fibers of the substantia nigra pars compacta but also the noradrenaline rich fibers of the locus coeruleus are affected by neuronal cell damage. Drugs which are restoring dopamine levels in the early stage and noradrenaline levels in later stages are clinically useful. In the 70s it was revealed that amantadine is able to increase central dopamine and noradrenaline levels due to enhanced release or uptake blockade of the dopamine and noradrenaline transporter (DAT and NAT).
In the following work we wanted to assess its role as a possible releaser like amphetamine or uptake blocker on the human DAT or NAT by means of uptake experiments, superfusion experiments and patch clamp, as this was not clarified in the previous studies. The second part of my work was dedicated to the design of n-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor (NR1/2A) expressing HEK 293 cells whose NMDA receptor is autotoxic. In several studies amantadine also showed NMDA receptor blocking properties. The potency of amantadine to suppress NMDA receptor mediated autotoxicity was compared with other test drugs like ketamine in cell viability assays. The ability of amantadine to block the entry of the NAT toxin 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) was also examined.
Uptake experiments showed that amantadine is 15 times more potent in inhibiting the NAT than the DAT. In superfusion experiments amantadine clearly demonstrated a releasing action with a maximum effect less half than that of amphetamine. Patch clamp also revealed that amantadine was a releasing drug at the NAT. On dopamine transporter expressing cells amantadine produced no significant inward currents suggesting a lower affinity at the DAT which is in agreement with the uptake data. In the cell viability assay ketamine blocked cytotoxicity in the µmol range restoring cell viability to more than 90% of that of cells without NMDA receptor induction. Contrary to this, amantadine was only partly protective at 300 µM. In NAT expressing cells the tricyclic antidepressant desipramine had the highest potency in blocking MPP+ induced toxicity. Amantadine was less potent than desipramine but 100µM had a significant effect and 300µM a strong protective effect restoring cell viability to 80% of vehicle treated cells.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Amantadin
Autor*innen
Christian Sommerauer
Haupttitel (Englisch)
Molecular pharmacology of amantadine and related drugs in cells heterologously expressing human transporters and receptors
Paralleltitel (Deutsch)
Molekulare Pharmakologie des Amantadins in Zellinien die menschliche Transporter und Rezeptoren exprimieren
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
74 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Pifl
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC08166939
Utheses ID
7665
Studienkennzahl
UA | 490 | | |