PSZICHÓZIS ÉS ANTIPSZICHOTIKUMOK VIZSGÁLATA NEUROKÉMIAI ÉS VISELKEDÉS FARMAKOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL
Nagy Katalin Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar Biológiai Doktori Iskola Idegtudomány és humánbiológia
Dr. Erdei Anna DSc. MTA levelező tagja iskola vezetője, egyetemi tanár
Dr. Détári László DSc. programvezető, egyetemi tanár
Ifj. Dr. Hársing László Gábor MD, PhD, DSc., Med. Habil Témavezető Semmelweis Egyetem, tudományos tanácsadó
Egis Gyógyszergyár Zrt. Preklinikai Főosztály
2015 1
TARTALOMJEGYZÉK TARTALOMJEGYZÉK .................................................................................................................. 2 A DOLGOZATBAN HASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE ................................................. 4 BEVEZETÉS ................................................................................................................................... 8 1. Irodalmi áttekintés (összefoglaló) ............................................................................................ 8 1.1.
A mentális betegségek jellemzői és osztályozása .......................................................... 8
1.2.
A skizofrénia ................................................................................................................ 10
A betegség kialakulásában szerepet játszó genetikai tényezők ........................................... 12 A betegség kialakulásában szerepet játszó környezeti tényezők......................................... 13 1.3
A skizofrénia neurokémiai elméletei ........................................................................... 14
Dopamin elmélet ................................................................................................................. 14 Szerotonin elmélet ............................................................................................................... 19 Glutamát elmélet ................................................................................................................. 20 1.4.
A skizofrénia farmakoterápiája .................................................................................... 26
2.
Antipszichotikumok kutatása az Egis Gyógyszergyárban .................................................. 30
3.
Célkitűzések ........................................................................................................................ 32
ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK..................................................................................................... 33 1.
A kísérletekben használt állatok .......................................................................................... 33
2.
A kísérletekben felhasznált anyagok ................................................................................... 34
3.
A vizsgált vegyületek szerkezeti képletei: .......................................................................... 35
4.
Módszerek ........................................................................................................................... 36 4.1.
Receptorkötési vizsgálatok .......................................................................................... 36
4.2.
[3H]glicin felvétel mérése patkány agykérgi szinaptoszómán ..................................... 39
4.3.
In vivo mikrodialízis technika éber patkányon ............................................................ 40
Műtét és mintagyűjtés ......................................................................................................... 40 Mintaelemzés ...................................................................................................................... 41 4.4.
Apomorfin indukálta sztereotípia és mászás teszt egereken ........................................ 43
4.5.
Katalepszia indukáló hatás vizsgálata patkányokon .................................................... 44
4.6.
Spontán motoros aktivitásra gyakorolt hatás vizsgálata patkányokon......................... 44
2
4.7.
MK-801 indukálta mozgásaktivitás fokozódásra gyakorolt hatás vizsgálata
patkányokon ............................................................................................................................ 45 4.8.
Fenciklidinnel kiváltott előingerlés gátlásra gyakorolt hatás vizsgálata egereken ...... 45
4.9.
Prokognitív hatás vizsgálata új tárgyfelismerés teszten patkányokon ......................... 46
KÍSÉRLETES MUNKA ................................................................................................................ 48 1.
Receptorkötési vizsgálatok .................................................................................................. 48
2.
[3H]glicin felvételre gyakorolt hatások patkány agykéreg szinaptoszóma (P2)
preparátumon .............................................................................................................................. 49 3.
Mikrodialízis mérések patkány striátumból ........................................................................ 50
4.
Apomorfin indukálta sztereotípia, mászás és katalepszia ................................................... 53
5.
Spontán motilitás és MK-801 által kiváltott hipermotilitás befolyásolása patkányon ........ 54
6.
A fenciklidin által kiváltott előingerléses gátlás egéren ...................................................... 57
7.
Új tárgy felismerési kognitív teszt patkányon ..................................................................... 59
DISZKUSSZIÓ .............................................................................................................................. 62 ÖSSZEFOGLALÁS ....................................................................................................................... 74 SUMMARY ................................................................................................................................... 75 IRODALOMJEGYZÉK ................................................................................................................. 76 SAJÁT KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE ...................................................................................... 112 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS ...................................................................................................... 115
3
A DOLGOZATBAN HASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 5-HIAA
5-hidroxiindolecetsav
5-HT
szerotonin (5-hidroxitriptamin)
8-OH-DPAT 2-dipropilamino-8-hidroxi-1,2,3,4-tetrahidronaftalen A
adrenalin
A1, A2A
adenozin receptorok
AD50
az a dózis, amelyben a vizsgált anyag 50%-os fokozást fejt ki
ADRα1 / α1
adrenerg alfa 1 receptor
ADRα2 / α2
adrenerg alfa 2 receptor
ADRβ1 / β1
adrenerg béta 1 receptor
ADRβ2 / β2
adrenerg béta 2 receptor
AMPA
α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-izoxazolpropionsav receptor
ANOVA
varianciaanalízis, analysis of variance
AP
antero-poszterior
APA
Amerikai Pszichiátriai Társaság (American Psychiatric Association)
AspT
aszpartát-aminotranszferáz
AT1
angiotenzin receptor
B2
bradikinin receptor
BAS
mikrodialízis alkatrészeket gyártó cég: Bioanalytical Systems
BO
szaglóhagyma (bulbos olfactorius)
cAMP
ciklikus adenozin monofoszfát (cyclic adenosine monophosphate)
CB1-CB2
kannabinoid receptor
CCKA
kolecisztokinin (cholecystokinin)
CHO
kínai hörcsög petefészek sejtvonal (Chinese Hamster Ovary cell line)
CGRP
kalcitonin génhez tartozó fehérje (calcitonin gene related peptide)
COMT
katekol-O-metil-transzferáz
DA
dopamin
db
darab
dB
decibel
DI
diszkriminációs index 4
DISC1
skizofréniában sérült 1-es fehérjét kódoló gén (disrupted in schizophrenia 1)
DMSO
dimetil-szulfoxid
DOPAC
dihidroxifenilecetsav (dihydroxiphenyl acetic acid)
DRD1-4
dopamin receptorok D1-D4
DSM
A Mentális Betegségek Diagnosztikai és Statisztikai Kézikönyve (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders)
DTNBP1
dysbindin
DV
dorso-ventrális
ECA
Epidemiológiai Vonzáskörzet (Epidemiological Catchment Area)
ED50
az a dózis, amelyben a vizsgált anyag 50%-os gátlást fejt ki (nem lineáris dózishatás esetén)
EKG
elektrokardiogram
ETA, ETB
endotél receptor altípusok (endothelin receptor subtypes)
GABA
gamma-amino-vajsav (γ-aminobutyric acid)
GlyT
glicin transzporter
GlyT1
1-es típusú glicin transzporter
GlyT2
2-es típusú glicin transzporter
GRM3
metabotróp glutamát receptor
GS
glutamin szintáz
GV
gerincvelő
H1-H4
hisztamin receptor
HEK293
humán embrionális vese sejtvonal (Human Embryonic Kidney cell line)
HPLC
nagyhatékonyságú folyadékkromatográf
HVA
homovanillinsav (homovanillin acid)
Hy
hippokampusz
I1-I2
imidazolon receptor
IC50
az agonista vegyület által kifejtett hatás 50%-át gátló antagonista koncentráció
ICD
Betegségek Nemzetközi Osztályozása (International Classification of Diseases)
ID50
az a dózis, amelyben a vizsgált anyag 50%-os gátló hatást mutat (lineáris dózishatás esetén)
IO
oliva inferior 5
ip.
intraperitoneális (hashártya alá)
K
kisagy
Kd
a rádioligand disszociációs állandója a receptorhoz
Ki
inhibíciós konstans, gátlási állandó
KAIN
kainsav receptor
Kr. e.
Krisztus előtt
L
a rádioligand koncentrációja (amit az adott kísérletben használtunk)
L-Dopa
L-dihidroxifenilalaninn
LS
laterális szeptum
LSD
lizergsav-dietilamid
M1-M4
muszkarin receptorok
MAO
monoamin oxidáz
MARTA
multireceptoriális kötődésű antipszichotikus vegyületek (Multi-acting Receptor Targeted Antipsychotics)
MATRICS
Mérési módszerek és a gyógyszeres kezelés kutatása, a skizofrénia kognitív tüneteinek enyhítése céljából (Measurement and Treatment Research to Improve Cognition in Schizophrenia)
MC
metilcellulóz
MCH1
melatonin-koncentráló hormon receptor (melatonin concentrating hormone receptor)
ML
medio-laterális
NA
noradrenalin
NAC
akkumbensz mag (nucleus accumbens)
NIMH
Mentális Egészség Nemzeti Hivatala (National Institute of Mental Health)
NK
neokortex
NK1, NK2
neurokinin 1-es és 2-es receptor
NMDA
N-metil-D-aszpartát receptor
NPY
neuropeptid Y
NR1
NMDA receptor egyik alegysége
NR2
NMDA receptor másik alegysége
NRG1
neuroregulin 1 6
OT
ornitin transzferáz
PaG
foszfát-aktivált glutamináz
PCP
fenciklidin (phencyclidine)
PFC
prefrontális kéreg (prefrontal cortex)
PGH2
prosztaglandin H2
p.o.
orális (per os)
PPI
előingerléses gátlás (PrePulse Inhibition)
PPRγ2
peroxiszóma proliferator-aktivált receptor-gamma (peroxisome proliferatoractivated receptor gamma)
QT
EKG
görbe
Q-T
szakasza,
a
kamraizomzat
depolarizációjának
repolarizációjának együttes időtartama R
retina
sc.
szubkután (subcutan)
SCN
szuprakiazmatikus mag (suprachiasmatic nucleus)
SN
szubsztancia nigra
SPRD
Sprague Dawley patkánytörzs
SSRI
szelektív szerotonin visszavétel gátló (selective serotonin reuptake inhibitor)
ST
striátum
T
talamusz
TXA2
tromboxán A2 típusú receptor
USA
Amerikai Egyesült Államok (United States of America)
VTA
ventrális tegmentális terület (ventral tegmental area)
WHO
Egészségügyi Világszervezet (World Health Organization)
δ, κ, µ, σ1
opioid receptorok
7
és
BEVEZETÉS
1. Irodalmi áttekintés (összefoglaló)
1.1.
A mentális betegségek jellemzői és osztályozása
A mentális zavarok már az ősi kultúrákban is ismertek voltak, az első írásos emlékek az egyiptomi papíruszokon (Kr.e. 1550 körül) [Ludwig és Ebers, 1875.] és a hindu szentírásban, a Mahabharata-ban (Kr. e. 400 körül) [Tandon, 2013] is megtalálhatóak [Bhati, 2013].
A mentális zavarokat, köztük a skizofréniát is sokáig jelentős közegészségügyi problémaként kezelték. A rendszerezett és tapasztalatokon nyugvó diagnosztizálás hiánya erősen hátráltatta a mentális betegségek megértését és gyógyítását. Mindezek nyomán a pszichiátriai betegségek rendszerezését mielőbb meg kellett változtatni a hatékonyabb kezelések, a megelőzés és a gyógyulás érdekében [Cuthbert és Insel, 2010; Insel, 2010; Heckers és mtsai, 2013].
Emil Kraepelin volt az első orvos, aki karakterizálni kezdte a mentális betegségeket a 20. század első felében. Kraepelin szerint a pszichiátriai betegségek eredete biológiai és genetikai rendellenességekre vezethető vissza. Elsőként különböztette meg az akkoriban „demencia prekox” néven ismert betegséget a mániás-depressziós állapottól. 1952-ben jelent meg a Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM), amely az első diagnosztikus kézikönyv volt melyet pszichiátriai betegségek esetén használhattak. A kézikönyv magában foglalta az Egészségügyi Világszervezet (World Health Organization WHO) által kiadott Betegségek Nemzetközi Osztályozása (International Classification of Diseases ICD) című kiadvány szerinti nemzetközi osztályozást. Később a két diagnosztikus rendszer különvált és önállóan külön-külön használták a pszichiátriai diagnózis felállításában és a kutatásban. Az ICD elsősorban az európai féltekén, a DSM az Amerikai Egyesült Államokban és a világ többi részén terjedt el.
8
Az ICD a WHO 193 tagországa által lefektetett szabályozás, amely több mint egy évszázada létezik, a WHO az 1948-as alapítása óta felel érte. Az 1980-as évekig a pszichiátriai diagnózis felállítás főként empírikus alapokon történt, kevéssé számított a biológiai háttere a betegségeknek.
1980-ban a DSM-III bevezetése forradalmi fordulatot jelentett a pszichiátriai osztályozásban. Az akkoriban érvényes ICD-8 nagymértékben különbözött a DSM-III-tól, ám a leíró jellegű diagnosztizálás előretörésével a két rendszer egyre közeledett egymáshoz. A máig fennmaradt különbségek a két osztályozó rendszer között azonban nem segítik a mentális betegségek besorolását [American Psychological Association, 2009]: •
Az ICD egy nemzetközi szervezet által létrehozott alkotmányos közegészségügyi cél eredménye, míg a DSM-et egyetlen nemzet professzionális szervezete alkotta.
•
A WHO elsődleges célja a mentális és viselkedés eltérések osztályzásával, a betegségekkel
kapcsolatos
nehézségek
csökkentése
nemzetközi
szinten,
multidiszciplináris megközelítéssel, míg a DSM megalkotóinak köre elsősorban amerikai pszichiáterekből áll. •
Az ICD a 193 WHO tagország egészségügyi minisztere által elfogadott, míg a DSM az Amerikai Pszichiátriai Egyesület képviselőtanácsa által elfogadott szabályzás.
•
Az ICD a lehető legszélesebb körben terjesztett rendszer, lényegesen alacsonyabb összegért a kis jövedelmű országoknak, ingyenes internetes hozzáféréssel, míg a DSM utáni
árbevétel
komoly
részét
képezi
az
Amerikai
Pszichiátriai
Egyesület
költségvetésének.
A DSM-nek az elmúlt 60 év alatt öt változata jelent meg, a legújabb a DSM-V 2013-ban.
Ma a DSM-V szolgál a legfőbb klinikai és kutatói referenciaként a mentális betegségek diagnosztizálásában.
9
1.2.
A skizofrénia
A skizofrénia olyan mentális megbetegedés, amely a megismerési folyamatok (érzékelés, tudat, emlékezés, figyelem) és az érzelmi élet súlyos zavaraival jár. A betegség megítéléséhez sajnos a mai napig komoly előítélet és stigmatizáció kapcsolódik. Meghatározó jellemzői nem változtak az elmúlt több mint 100 év során [Heckers, 2011], habár a hangsúly eltolódott az erőszakosságtól és a képzelgéstől a valóság eltorzításának irányába [Fischer és Carpenter, 2009].
A skizofrénia szó a görög szkhizein „hasadás” és phrén, phren„elme” szavakból áll, melyet 1911ben egy osztrák pszichológus Eugene Bleuer alkotott. A skizofrénia tüneteit először Crow csoportosította 1985-ben megjelent cikkében [Crow, 1985] Két tünet együttesre bontotta a betegséget, az I-es típusú szindrómára, mely a pozitív tüneteket tartalmazta és a II-es típusúra, mely minden más tünetet magába foglalt, úgy mint a negatív, kognitív, abnormális mozgások és viselkedés eltérések. A II-es típusú tünetekhez kapcsolták az agy anatómiai eltéréseit is akkoriban. A dopamin receptorok számának emelkedését az I-es típusú tünetcsoporttal kapcsolták össze, és az akkoriban használt neuroleptikumokkal kapcsolatban is megállapították, hogy az I-es típusra, azaz a pozitív tünetekre hatnak elsősorban.
Egyértelműen a pozitív és a negatív tüneteket tudták elkülöníteni először. A pozitívokhoz sorolták, ami a normális működésnél több, pl. a hallucinációt, képzelgéseket és a téveszméket; míg a negatívhoz, ami a normális működés során hiányzik vagy kevesebb, pl. a beszédszegénységet, a céltalanságot, szociális elzárkózást és az érzelmi elszegényedést. A betegség akut előfordulását az I-es típusba sorolták, krónikus előfordulását a II-es típushoz.
A későbbiekben többféle csoportosítás látott napvilágot az I-es és II-es típusba egyértelműen nem sorolható tüneteket illetően. A negatív tünetek csoportját szűkítették, majd egyértelműen harmadik tünetcsoportként a kognitív tüneteket lehetett elkülöníteni, így pl. a tanulás, a memória és gondolkodás zavarait [Kapur és Mamo, 2003; Lieberman és mtsai, 2005]. Mai tudásunk szerint először a kognitív tünetek jelentkeznek, majd a negatív, végül a betegség teljes 10
kialakulásakor a pozitív tünetek is megjelennek. Sajnos a diagnózis teljes biztonsággal csak a pozitív tünetek kialakulásakor állítható fel [Meltzer és McGurk, 1999; Simpson és mtsai, 2010].
A pozitív tüneteket már a legelsőként forgalmazott neuroleptikumok is javítani tudták, míg a negatív tünetek nehezebben befolyásolhatók és csak a második generációs antipszichotikumokkal lehetett először javítani őket. A kognitív tünetek farmakoterápiás javítása azonban a mai napig megoldásra vár.
A 2013-ban kiadott DSM-V a skizofréniát egy szindrómaként írja le, ami magában foglal 1) legalább két pszichotikus tünetet 2) meghatározott időtartamig 3) működési hiányossággal 4) és más lehetséges okok kizárásával. A kézikönyv megszüntette a skizofrénia korábbi altípusait, mint a paranoid, a rendszertelen, a katatón, a nem differenciált és megmaradó típus. Kérdésessé váltak ezek az altípusok diagnosztizálási szempontból, mivel most a tünetek spektrumára és súlyosságára helyezték a hangsúlyt a tipizálás helyett [Tsuang és mtsai, 2000; Regier és mtsai, 2013].
A betegség a népesség kb. 1%-át érinti, melyből kb. 10% követ el öngyilkossági kísérletet az élete során. Az öngyilkossági hajlam komoly oka az aránylag magasabb fokú halálozásnak ebben a betegségben. A betegséget leggyakrabban 17 és 49 éves kor között diagnosztizálják.
A diagnosztizált skizofrén betegek száma évente 1%-kal fog nőni az elkövetkezendő 10 év során 4,8 millióról 5,3 millióra. Ezen betegek 67%-ának vannak jelentős negatív tünetei, 44%-ának pozitív tünetei, 80%-ának kognitív problémái és 36%-uk depresszióban szenved. Férfiaknál 1,4-szer nagyobb az esélye a betegség kialakulásának a nőkhöz képest [Aleman és mtsai, 2003; McGrath és mtsai, 2004]. A betegség komolyan befolyásolja mind a beteg, mind közeli hozzátartozóinak életét, anyagi és szociális szempontból egyaránt.
Az Amerikai Egyesült Államokban tízszer nagyobb előfordulását állapítottak meg a betegségnek az Európai Unió országaihoz képest, az amerikai Mentális Egészség Nemzeti Hivatalának 11
Epidemiológiai Vonzáskörzet (National Institute of Mental Health Epidemiological Catchment Area ECA) programjának keretén belül [Tien és Eaton, 1992].
A betegség kialakulásában szerepet játszó genetikai tényezők Jól ismert tény, hogy a skizofrénia családon belül halmozódik. A skizofrénia genetikai hátterét a következőkben lehet összefoglalni: •
Az öröklődés és a genetikai faktorok számottevő szerepet játszanak a betegség kialakulásában.
•
Nincs egy meghatározható fő génszakasz, ami az öröklődésért felelőssé tehető, hanem számos gén együttes működése okozhatja a betegséget.
•
Nincs olyan gén, ami feltétlenül szükséges volna a betegség kialakulásához.
•
Habár sokféle genetikai variáns kapcsolható rizikófaktorként a betegséghez, a replikációk következetlensége miatt teljes bizonyossággal egyikről sem állíthatjuk, hogy a skizofrénia kialakulásáért felelős gén volna.
Számos kromoszóma eltérést írtak le skizofrén betegek esetében [MacIntyre és mtsai, 2003]. A leggyakoribbak közé tartozik a 22q11 szakasz hiánya és az 1q42/11q14 szakasz kölcsönösen kiegyensúlyozott áthelyeződése [DeLisi és mtsai, 1994; Blackwood és mtsai, 2001; Williams és mtsai, 2006].
A továbbiakban felsorolok néhány gént, mely fehérjetermékeivel együtt ma összekapcsolható a skizofrénia etio-patogenetikájával: NRG1 (neuroregulin 1), DTNBP1 (dysbindin), DRD1-4 (dopamin receptorok D1-D4), DISC1 (skizofréniában sérült 1-es fehérjét kódoló gén), COMT (katekol-O-metil-transzferáz) és GRM3 (metabotróp glutamát receptor) [Duan és mtsai, 2007; Lewandowski, 2007; Li és He, 2007; Nicodemus és mtsai, 2007; Tan és mtsai, 2007b; Chubb és mtsai, 2008; Hanninen és mtsai, 2008; Munafo és mtsai, 2008; Schwab és mtsai, 2008; Talkowski és mtsai, 2008]
12
A betegség kialakulásában szerepet játszó környezeti tényezők A környezeti rizikófaktorok sokféle kombinációja szerepel a skizofrénia etiológiájában, melyek biológiai és pszichoszociális faktorok a prenatális és perinatális időszakból, a korai és késő gyermekkorból, a serdülőkorból és az ifjú felnőttkorból [Maki és mtsai, 2005]. A várandós kismama influenzás fertőzése pl. feltételezett rizikótényező a skizofrénia kialakulásában [Mednick és mtsai, 1988]. További feltételezett tényező, habár a pontos neurobiológiai mechanizmus nem ismert, a citokinek szerepe az immunválaszban, amely befolyásolja a magzat normális agyi fejlődését [Ashdown és mtsai, 2006]. A kismama alultápláltsága [Susser és mtsai, 1996; St Clair és mtsai, 2005] és az első trimeszter alatti súlyos kedvezőtlen események a kismama életében [Khashan és mtsai, 2008] is növelhetik a skizofrénia kialakulásának veszélyét. Ezeket a hatásokat stressz szenzitizációnak nevezzük és feltételezhetően az agy meghatározott régiójában dopaminerg túlműködéshez vezethetnek [Koenig és mtsai, 2005; Yuii és mtsai, 2007; Lipska és mtsai, 1993].
A gyermekkor alatti traumák, fejsérülések, szülőtől való elválasztás vagy halál, rossz bánásmód és fertőzés is a környezeti okok közé sorolhatók.
A városiasodás és a skizofrénia kialakulása közötti régóta feltételezett kapcsolatotot mára több tanulmánnyal is alátámasztották. A városiasodáshoz köthető rizikófaktorok közé sorolták a kannabisz és más drogok használatát, a már említett prenatális és a perinatális egészségi állapotot, a szociális stresszt és a szociális kapcsolatok mértékét, a szegénységet, a bevándorlást, a környezeti toxinokat, különböző fertőző betegségeket, valamint a D-vitamin hiányt. A bevándorlás és a skizofrénia kapcsolatában a legfontosabb okok közé a szociális izoláció, a diszkrimináció és a szociális bántalmazás sorolható.[Boydell és mtsai, 2001; Cooper és mtsai, 2008; Harrison, 2004; Allardayce és Boydell, 2006; Tandon és mtsai, 2008].
13
1.3
A skizofrénia neurokémiai elméletei
A skizofréniát neurokémiai szempontból is csoportosítják, különböző elméletek mentén: Dopamin elmélet A dopamin (DA) a noradrenalinnal (NA) és az adrenalinnal együtt (A) a katekolamin típusú vegyületek csoportjába tartozik.
A dopaminerg sejttestek két nagyobb csoportba tömörülnek a patkány agyban, a substantia nigrába (SN) és a ventrális tegmentális területen (VTA) [Dahlström és Fuxe, 1964]. Más DA sejtcsoportok is találhatók még az agyban, pl. a hipotalamuszban, ahonnan a tuberoinfundibuláris DA útvonalak indulnak. A SN idegsejtjei a striátumba futnak, a nigrostriatális útvonalat alkotva, mely kb. az agyi DA 75%-át tartalmazza [Rang és mtsai, 2003]. Ez az útvonal felel a motoros kontrollért, sérülése esetén alakul ki a Parkinson betegség. A VTA dopaminerg sejtjei a limbikus és a kérgi területeket idegzik be, a mezolimbikus és a mezokortikális DA útvonalakat létrehozva. A mezolimbikus útvonal számos limbikus területet érint, mint az akkumbensz mag (NAC), a stria terminálisok magja, az amigdala, a szaglógümő, a laterális szeptális terület, a laterális hipotalamusz és a hippokampusz. Ezek a területek szerepet játszanak a motiváció kialakulásában, a gyógyszerszedéshez kapcsolódó jutalmazó mechanizmusban és stressz kialakulásában. A mezokortikális pálya a prefontrális kéregbe (PFC), a cinguláris és az entorhinális kéregbe fut. A kognitív működés, mint például a munkamemória a mezokortikális DA pálya kontrollja alatt áll [Goldman-Rakic és Selemon, 1997].
Mezokortikális pálya
Mezolimbikus pálya Nigrostriatális pálya
Tubero-infundibuláris pálya
14
A DA prekurzora a szervezetben az L-tirozin. A véráramból aktív transzporttal jut át a vér-agy gáton és a katekolaminerg neuronokba kerül. A DA keletkezésének meghatározó lépése, amíg a neuronokban az L-tirozin L-dihidroxifenilalaninná (L-Dopa) alakul a tirozin-hidroxiláz enzim hatására. A dopaminerg neuronokban az L-Dopa dekarboxilezésével DA keletkezik az L-aromás aminosav dekarboxiláz hatására.
A DA az idegsejtek végződéseiben vezikulákban tárolódik. Az idegvégződésből akciós potenciál hatására szabadul fel a szinaptikus résbe Ca2+ függő mechanizmuson keresztül. Az extracelluláris DA nagy része visszavételre kerül az idegvégződésbe DA-transzporter segítségével. A visszavételre került DA-t a monoamin oxidáz (MAO) enzim dihidroxifenilecetsavvá (DOPAC) alakítja vagy visszakerül a vezikulákba. A szinaptikus résben szabadon maradt DA-t a katekol-Ometiltranszferáz és a MAO homovanillinsavvá (HVA) alakítják át. Rágcsálókban a DA fő bomlásterméke a DOPAC, míg embernél a HVA [Cooper és mtsai, 1996]. TIROZIN TIROZIN TIROZIN-HIDROXILÁZ
POSZTSZINAPTIKUS IDEGSEJT
A DA receptorokat két nagy csoportba sorolhatjuk, a D1-szerűek a D1 és a D5, míg a D2-szerűek a D2, D3 és D4 receptorok. Mindkét típus G-fehérje kapcsolt, a D1 receptor stimulálása a cAMP szint növekedését idézi elő, míg a D2 típusúak stimulálása csökkenti azt [Spano és mtsai, 1978; Missale és mtsai, 1998]. A D1 receptorok (a szinaptikus résen kívül) posztszinaptikusan helyezkednek el, míg a D2 receptorok mind pre-, mind posztszinaptikus elhelyezkedést mutatnak. A preszinaptikus D2 receptorok autoreceptorok, az idegvégződéseken, vagy a DA neuronok 15
szomatodendritikus részén helyezkednek el. Ezen receptorok gátló hatást fejtenek ki a tirozinhidroxiláz enzim működésére, így a D2 receptorokat szintézisszabályzó autoreceptoroknak tekintik. A D1 receptorok elsősorban a VTA és az SN dopaminerg projekcióin találhatóak, a prefrontális kéregben, az NAC-ben és a striátumban, továbbá megtalálhatóak még a hipotalamuszban és a talamuszban [Missale és mtsai, 1998]. A D5 receptorok sokkal kisebb mennyiségben találhatóak meg patkány agyban, a hippokampuszra, a talamuszra és a hipotalamusz területére korlátozódik az előfordulásuk [Meador-Woodruff és mtsai, 1992; Khan és mtsai, 2000]. A D2 receptorok előfordulása átfed a D1 receptorokéval a striátumban, a szaglógümőben, az akkumbensz magban, a szubsztancia nigrában és a ventrális tegmentális területen. A D3 receptorok megtalálhatóak a Calleja szigeteken, a szubsztancia nigrában, a kisagyban, a szaglógümőben, a ventrális pallidumban, az akkumbensz magban, a striátumban és a ventrális tegmentális területen [Stanwood és mtsai, 2000]. A D4 receptorok főleg a kéregben és a limbikus területeken találhatóak [Van Tol és mtsai, 1991].
A skizofrénia dopamin elmélete a legkorábbi és legtöbb evidenciával bíró elmélet, szerepét az antipszichotikus hatás elérésében már a legelső hatásos gyógyszerek kapcsán felismerték. A dopamin hipotézis azóta több változáson, fejlődésen ment keresztül, aminek köszönhetően megkülönböztethetünk első, második és harmadik verziót.
A dopamin hipotézis első verziója az antipszichotikumok felfedezésével alakult ki, Carlsson és Lindqvist munkájának köszönhetően [Carlsson és Lindqvist, 1963]. Észrevették, hogy a gyógyszerek megnövelték a dopamin anyagcserét az állatokban, valamint a rezerpin gátolta a dopamin és egyéb monoaminok visszavételét [Carlsson és mtsai, 1957; Weinberger, 1987; Metzger és mtsai, 2002]. A pszichotikus tüneteket kiváltó amfetamin növelte a szinaptikus monoamin szinteket [Lieberman és mtsai, 1987]. Az 1970-es évekre tisztázódott, hogy a klinikailag hatásos antipszichotikumok közvetlenül kötődnek a dopamin receptorokhoz. Így a hangsúly a dopamin receptorokhoz való affinitásra terelődött. Ekkor még nem kapcsolták össze a dopamin hipotézist a skizofrénia különböző típusú tüneteivel, a genetikával és az idegi fejlődéssel.
16
A hipotézis második verziója Davis munkásságának köszönhetően alakult ki, aki 1991-ben publikálta az új koncepciót [Davis és mtsai, 1991]. A dopamin szerepét regionálisan is behatárolták az addigra elérhető képalkotó eljárásoknak és postmortem vizsgálatoknak köszönhetően. Valamint a klozapin sikerének hatására felmerült további dopamin receptorok szerepének a vizsgálata a D2 receptor mellett. Feltérképezték a dopamin receptorok elhelyezkedését, a D1 receptort főleg kérgi elhelyezkedésűnek találták, míg a D2-t kéreg alatti területeken találták dominánsnak [Hall és mtsai, 1994].
A dopamin metabolitok vizsgálatának köszönhetően felállították a prefrontális hipodopaminerg és kéreg alatti hiperdopaminerg elméleteket. Kísérletekkel alátámasztották, hogy a kérgi dopamin receptorok számának csökkenésével a striátumban megnövekszik a dopamin és metabolitjainak aránya, a D2 receptorok számával együttesen. Ellenkező irányú változásra a kérgi területen ugyanúgy ellenkezően reagál a striatális terület. Davis hipotézise alapján a negatív tünetek a kérgi hipodopaminerg állapot következményei, míg a pozitív tünetek a striatális hiperdopaminerg állapotnak köszönhetőek. A hipotézis második verzióját gyengítette a direkt bizonyítékok hiánya és a kérgi hipofrontalitás túl egyszerű magyarázatnak bizonyult az összetett frontális változásokra. Azonban elindította a további kutatások irányát az idegfejlődési vizsgálatok irányába, a teljes dopaminerg transzmisszió megértése felé.
A dopamin hipotézis harmadik verziójához számtalan kutatás és értekezés vezetett, melyek alapján összefoglalhatóak a legfontosabb irányok az eddigi evidenciák alapján. A neurokémiai képalkotó eljárásoknak köszönhetően ismertté vált a megnövekedett preszinaptikus striatális dopamin szintézis és a szinaptikus endogén dopamin szintjének emelkedése. A D2, D3 dopamin receptorok száma 10-20%-kal növekedett meg a striátumban, míg a D1 receptorok száma változatlan maradt skizofrén betegeknél [Kestler és mtsai, 2001; Laruelle, 1998; Zakzanis és Hansen, 1998; Abi-Dargham és mtsai, 2002; Karlsson és mtsai, 2002]. A dopaminerg transzmissziót a prefrontális kéregben főként a D1 receptorok szabályozzák, ezért a kognitív és a negatív tüneteket a D1 receptorok hibás működéséhez kapcsolták [Gray és Roth, 2007; Takahashi és mtsai, 2012; Goldman–Rakic, 1999; Goldman–Rakic és mtsai, 2004; Puig és Miller, 2012; Abi-Dargham és mtsai, 2002]. Az antipszichotikus hatás kiváltásához a D2 receptor kötés továbbra is nélkülözhetetlen. 17
A skizofrénia genetikai hátterének feltérképezése is újabb támpontot nyújtott a betegség megértéséhez és megismeréséhez. A környezeti rizikó faktorok vizsgálata során is összefüggéseket találtak a dopaminerg transzmisszió és a vizsgált hatások között, mint pl. a bevándorlás, munkanélküliség, egyedüllét, városiasodás, gyermekkori traumák, terhesség alatti komplikációk, újszülöttkori stressz, kábítószer használata. A dopaminerg transzmisszió sérüléséhez a genetikai és a környezeti faktorok együttes hatása vezet. Az utóbbi években vizsgálták a betegség kialakulásának korai jeleit, illetve az előjelek családon belüli halmozódását. A környezeti faktorok befolyásolják, hogy a terhelt (előjelekkel rendelkező) egyénnél kialakul-e a betegség vagy sem.
A hipotézis harmadik verziója négy különálló komponensre bontható, melyek szerint a dopamin szabályzás rendellenessége: 1. Többféle hatás együttesének eredménye. 2. A preszinaptikus D2 receptor működésének változása indítja el. 3. A pszichózishoz köthető inkább, mint a skizofréniához. 4. A beérkező ingerek nem megfelelő értékelése okozza. Tehát a végső közös út a preszinaptikus dopamin szabályzás felborulásával indul. Ennek a kijelentésnek a megcáfolása vezethet a hipotézis harmadik verziójának visszavonásához és egy újabb verzió megszületéséhez [Howes és Kapur, 2009].
A ma hatásos gyógyszerek a pre- es posztszinaptikus D2 receptorokat blokkolják. A D2 receptor direkt es indirekt (amfetaminok) agonisták, pszichotikus tüneteket okoznak, melyek erősen hasonlatosak a paranoid skizofrénia tüneteihez [Angrist és mtsai, 1980], illetve felerősítik a pszihózist skizofrén betegeknél. Továbbá az L-Dopa-val kezelt Parkinson betegeknél pszichotikus tünetek léphetnek fel, ami a kezelés mellékhatásának köszönhető [Foster és Hoffer, 2004]. Nehéz direkt evidenciát találni a dopamin túlműködésre élő emberben, habár néhány tanulmányban bemutatták a striatális DA metabolizmus fokozódását [Lindström és mtsai, 1999],
18
valamint az amfetamin okozta központi DA kibocsájtás növekedését [Laruelle és mtsai, 1996; Abi-Dargham és mtsai, 2003; Kegeles és mtsai, 2000]. A D2 receptor blokád javítja a skizofrénia pozitív tüneteit, de a negatív tünetekre nincs hatással, vagy talán még rontja is azokat [Carpenter, 1996]. Mindezek alapján inkább a központi DA rendszer regionális kiegyensúlyozatlanságáról beszélhetünk, vagyis a már korábban említett hipo- és hiperdopaminerg állapotok is jellemzik a skizofréniát az agy különböző területein [Hertel és mtsai, 1995; Weinberger és Lipska, 1995].
További dopamin elméletek: -
D1 és D2 receptor kötődési affinitás szükségessége
-
D4 receptor hatás preferencia D2 receptor hatással szemben
-
D2/D3 kombinált hatás preferencia önálló D2 receptor hatással szemben
-
5-HT2A receptor hatás preferencia D2 receptor hatással szemben. A szerotonerg rendszer működése is befolyásolja a DA szint változását az agyban.
Szerotonin elmélet A klozapin különleges és a többi antipszichotikumtól eltérő hatása hívta fel a figyelmet az 5-HT receptorok szerepére, melyet az 5-HT2A receptorok gátlásának tulajdonítanak [Meltzer és mtsai, 1989, 2003; Silver, 2004].
A szerotonin (5-HT) triptofánból szintetizálódik triptofán hidroxiláz enzim hatására. A DA rendszer esetén már ismertetett intracelluláris MAO és aldehid-dehidrogenáz enzim bontja le 5hidroxiindolecetsavvá (5-HIAA) vagy visszavételre kerül a tároló vezikulákba. A szerotonin akciós potenciál hatására szabadul fel az idegvégződésekből a szinaptikus résbe. Az extracelluláris szerotonin nagy része visszavételre kerül az 5-HT transzporterek segítségével.
A szerotonerg rendszer befolyásolja az alvás/ébrenlét egyensúlyát, az érzelmi reakciókat, mint az agresszió, szorongás és a szexuális viselkedés.
19
Hétféle receptor altípust különböztetünk meg: 5-HT1-5HT7. Az 5-HT2 receptorok körébe tartozik az 5-HT2A, 5-HT2B és az 5-HT2C receptor. Ezek a receptorok a protein kináz C aktiválásával fejtik ki hatásukat és növelik a foszfoinozitol-trifoszfát képződését [Hoyer és mtsai, 1994]. Míg az 5-HT2B receptorok főleg a periférián expresszálódnak, addig az 5-HT2A és 5-HT2C receptorok megtalálhatóak az agy különbözői területein, mint a kisagy, a hippokampusz és a bazális ganglionok [Abramowski és mtsai, 1995; Cornea-Hébert és mtsai, 1999]. A dopaminerg beidegzéssel ellátott területek, mint a NAC, a striátum és a prefrontális kéreg, jelentős szerotonerg beidegzést is kapnak mindkét középagyi raphe magból [Azmitia és Segal, 1978]. Az 5-HT1B, 5-HT2A/C receptorok jelenlétét autoradiográfiával kimutatták patkány agyban a következő területeken: VTA, SN, NAC, frontális kéreg és a striátum [Pompeiano és mtsai, 1994]. A DA és az 5-HT rendszer kapcsolata valószínűleg az extrapiramidális motoros funkciók működését befolyásolja. Bizonyított, hogy a szelektív szerotonin visszavételt gátló molekulák (SSRIs) parkinsonszerű tüneteket váltanak ki az arra érzékeny betegeknél [Gerber és Lynd, 1998; Balsara és mtsai, 1979].
A multireceptoriális kötődésű antipszichotikus vegyületek (MARTA - Multi-acting Receptor Targeted Antipsychotics) fejlesztése szintén a klozapin sikere után indult el. Ezek a vegyületek is második generációs antipszichotikumok, vegyes affinitású kötődéssel a dopamin, szerotonin, adrenerg, nikotinos acetilkolin és hisztamin receptorokhoz, mint például az olanzapin és a quetiapin.
Glutamát elmélet A glutaminsav és az aszaparaginsav a két legfontosabb serkentő aminosav az agyi jelátvitelben. A glutaminsav megtalálható a kérgi területeken, a hippokampuszban, a piramissejtekben, a talamusz relé sejtjeiben, valamint további kisebb magcsoportokban. Szöveti koncentrációja nagyságrendekkel nagyobb a dopamin, szerotonin, noradrenalin és acetilkolin koncentrációjánál.
20
A következő ábra szemlélteti a glutaminsav által alkotott pályákat patkány agyban:
Az ábrán látható rövidítések jelentései: BO – szaglóhagyma, GV – gerincvelő, Hy – hippokampusz, IO – oliva inferior, K – kisagy, LS – laterális szeptum, NK – neokortex, R – retina, SCN – szuprakiazmatikus mag, ST – striátum, T – talamusz.
A glutaminsav a sejtek kompartmentumaiban található, a metabolikus készletet képező része az α-ketoglutársavval és a glutaminnal a sejtek citoplazmájában, míg a transzmitter szerepet betöltő része az axonvégződésekben található szinaptikus vezikulákban tárolódik.
A glutaminsav elsősorban glukózból képződik a dikarbonsav cikluson keresztül. További szintézis útjai: glutaminból egylépéses szintézissel foszfát-aktivált glutamináz (PaG) enzim segítségével, oxálecetsavból aszparaginsav jelenlétében aszpartát-aminotranszferáz (AspT) közreműködésével és ornitinből ornitin transzferáz (OT) enzim aktivitásának hatására. A glutaminból történő szintézis az axonvégződésekben zajlik.
A felszabadult glutaminsav egy része visszavételre kerül az axonterminálisokba, másik része a posztszinaptikus idegsejtbe jut, míg legnagyobb része a gliasejtekbe kerül, ahol visszaalakul glutaminná a glutamin szintáz (GS) segítségével, majd innen újra az idegvégződésekbe transzportálódik. A transzmitterként felszabaduló glutaminsav vezikuláris transzporttal jut a felszabadulás helyére [Világi és Tarnawa, 2013].
21
A glutamáterg szinapszist az alábbi ábra szemlélteti:
Gliasejt Gliasejt
PaG
GS Glutaminsav
Glutaminsav
Posztszinaptikus sejt
A glutaminsav vagy más néven glutamát receptorokat két nagy csoportba sorolhatjuk. Megkülönböztetünk ionotróp glutamát receptorokat és metabotróp glutamát receptorokat.
Az ionotrópok közé tartoznak az NMDA, és a nem NMDA típusúak, az AMPA és KAIN (kainát) receptorok. Míg a G-fehérje kapcsolt metabotrópok között megkülönböztetünk 8 féle receptort, mGluR1-8. Az ionotróp transzmittervezérelt receptorok négy alegységből épülnek fel, melyekből három (M1, M3, M4) a membránt átérő transzmembrán egység, míg az egyik (M2) visszafordul az intracelluláris rész fele. A transzmitter kötődése konformációváltozást eredményez, melynek hatására az ioncsatorna átjárhatóvá válik. A receptorokon allosztérikus kötőhelyek is találhatóak, amelyek tovább szabályozzák a csatorna működését. Az NMDA receptorokban kétféle alegység típust különböztetünk meg, az NR1 és az NR2 félét. Az NMDA ioncsatornákon Na+, K+ és Ca2+ ion áramlik át, nyugalmi állapotban a csatorna belsejébe Mg2+ ion kötődik. A receptor aktiválásához a glutaminsav bekötése mellett a glicin kötődése is szükséges. A glicin segíti a csatorna nyitását és lassítja az inaktiválódását a receptornak. A ko-agonista glicin jelenléte nélkül nem aktiválódik a receptor.
22
A glutaminsav kötődéséért az NR2 alegység felel, míg a glicin kötéséért az NR1 alegység a felelős. A glicin kötőhelyen agonistaként viselkedik a D-szerin és a D-alanin. Az NMDA csatornába kötődő antagonisták az MK-801, a PCP és a ketamin, így ezek a szerek számos farmakológiai elképzelés alátámasztására alkalmasak [Világi és Tarnawa, 2013].
A skizofrénia glutamát elmélete szerint az NMDA receptor alulműködése játszik alapvető szerepet a patomechanizmusban, főleg a negatív és a kognitív tünetek kialakulásában [Javitt és mtsai, 1987, 2004, 2005; Carlsson és Carlsson, 1990; Javitt és Zukin, 1991; Coyle, 1996; Hirsch és mtsai, 1997; Abi-Saab és mtsai, 1998; Olney és mtsai, 1999; Moghaddam és Jackson, 2003]. Az NMDA receptorok jelentős mennyiségben megtalálhatóak a striátumban, egyrészt a preszinaptikus DA végződéseken, másrészt GABA interneuronokon, ahol a preszinaptikus DA felszabadulásának gátlásában játszanak szerepet helyi szabályzó mechanizmuson keresztül [Wu és mtsai, 2000].
Nem kompetitív NMDA antagonisták (MK-801, PCP, ketamin) pszichotikus, elsősorban negatív tüneteket eredményeznek mind állatokon [Balla és mtsai, 2001, 2003; Miller és Abercrombie, 1996], mind embereken [Kegeles és mtsai, 2000]. Az NMDA ε1 alegység mutációja mind biokémiai mind viselkedésbeli változásokat okoz egerekben, ami alátámasztja a DA szabályzás felborulását [Ballard és mtsai, 2002; Miyamoto és mtsai, 2001]. Az NMDA receptorok gátlása vagy hibás működése különös tekintettel a GABA interneuronokon, DA hiperaktivitást okozhat, ami a skizofrénia egyik jellemzője.
Az NMDA receptorok szabályzásában szerepet játszó glicin szinteket az agyban a glicin transzporterek szabályozzák [Dingledine és mtsai, 1990; Reynolds és Miller, 1990]. A glicin transzporterek, GlyT1 és GlyT2, a központi idegrendszer idegsejtjein és gliasejtjein is megtalálhatóak, szerepük az extracelluláris glicin szint szabályozása [Bergeron és mtsai, 1998]. Így a glicin transzporterek gátlásával növelhető az extracelluláris glicin koncentráció, ami fokozza az NMDA receptor idegi átvitelét. A GlyT1 transzporterek együtt helyezkednek el az NMDA receptorokkal és mégvédik azt a túl magas glicin koncentrációtól [Lopez-Corcuera és mtsai, 2001; Smith és mtsai, 1992]. 23
Az NMDA receptorokon a glicin transzporter gátlók működését az alábbi ábra szemlélteti:
Preszinaptikus idegvégződés
Glia sejt
Glia sejt
Preszinaptikus idegvégződés
Glicin Glicin Glicin kötőhely
Glicin kötőhely
Posztszinaptikus membrán
kötőhely
kötőhely
Preklinikai eredmények bizonyítják, hogy a glicin visszavétel gátlásával javítható az NMDA receptor aktivitása, ami a skizofrénia terápiás lehetőségét rejtheti magában [Javitt, 2004]. Ezért az NMDA receptorok potencírozására glicin transzporter gátlókat fejlesztettek, amelynek hatására megnő a glicin koncentráció a szinaptikus résben, így fokozva az NMDA receptor glicin kötésének telítettségét [Javitt és Frusciante, 1997; Javitt és mtsai, 1997; Supplisson és Bergman, 1997].
Szelektív, nagy kötőképességű glicin transzporter gátlók, mint az ORG-24598, a szarkozin (N-[3(4′-fluorophenyl)-3-(4′-phenylphenoxy)propyl]) és az SSR-504734 helyreállítják a PCP kiváltotta hiperaktivitást és a dopaminerg túlműködést rágcsálókban [Aubrey és Vandenberg, 2001; Brown és mtsai, 2001]. A glicin transzporter gátló glicildodecilamid a glicinnél is jobban csökkenti a PCP kiváltotta hiperaktivitást [Javitt és mtsai, 1997; Javitt és Frusciante, 1997]. A szarkozin egy klinikai vizsgálata során szignifikánsan csökkentette a skizofrén betegek negatív tüneteteit és kevésbé szignifikánsan ugyan, de módosította a pozitív és a kognitív tüneteket is [Tsai és mtsai, 2004]. 24
A fenti eredmények alapján a glicin transzporter gátlóknak szerepe lehet a skizofrénia kezelésében, bár önmagukban nem értek el megfelelő terápiás hatást ezekkel a vegyületekkel [Gray és Roth, 2007].
A glutamát elmélethez kapcsolhatóak a neuron fejlődési rendellenességek is. Skizofréniában sérült a neuronális plaszticitás, a szinaptikus változás lehetősége, amely glutamáterg működési problémával és szerkezeti abnormalitásokkal is magyarázható. Ez lehet a skizofrénia kialakulásának legelső oka is, melynek következtében alakulnak ki a további rendellenességek. Az újabb potenciális gyógyszerjelöltek megcélozták a neuronális plaszticitás módosítását is.
Így a glutamát elméletre alapozva olyan vegyületeket kezdtek el fejleszteni, melyek mind a negatív, mind a kognitív tünetek javítását célozták. Sajnos ez a hatásmechanizmus önmagában nem ért el átütő sikereket, azonban adjuváns terápiában való felhasználásuk még teret adhat felhasználásukra a jövőben.
25
1.4.
A skizofrénia farmakoterápiája
A skizofrénia farmakoterápiája a klórpromazin bevezetésével kezdődött 1952-ben Delay és Deniker által [Bennett, 1998; López-Munoz és mtsai, 2005; Delay és mtsai, 1952]. A klórpromazint anesztetikus céllal fejlesztették ki egy Laborit nevű sebész kérésére, aki egy olyan kombinált hatású szert kért a Rhone-Poulenc cégtől, mely rendelkezik narkotikus, szedáló és hipnotikus hatással is; egy antihisztamin szert, melynek kisebb az antihisztamin és erősebb a szedatív hatása. Laborit észrevette a gyógyszer különös hatását a páciensekre és javasolta a gyógyszer kipróbálást pszichiátereknek. Így indult útjára a pszichofarmakológia. A klórpromazin a fenotiazinok csoportjába tartozik és számos újabb fenotiazin típusú molekula követte a sikeres kezelések után, melyek hatásossága nem tér el a klórpromazintól. Néhány példa a követő molekulákból: methotrimeprazine, promazine, fluphenazine, prochlorperazine, thiproperazine, mesoridazine, pipotiazine és thioridazine. A klórpromazin bevezetése után nem sokkal, 1954-ben a rezerpint is neuroleptikus gyógyszerként kezdték el használni Nathan Kline neuropszichiátriai cikkének köszönhetően [Kline, 1954]. A rezerpin egy növényi kivonat (Rauwolfia Serpentina Benth), aminek a hatása már évszázadok óta ismert volt mentális betegek kezelésében.
Néhány évvel később, az 1950-es évek végén bevezették a haloperidolt is, mely a butirofenonok családjába tartozó vegyület. Mind a fenotiazinok, a rezerpin és a butirofenonok az ún. klasszikus neuroleptikumok csoportjába sorolandók. Ezek az ún. első generációs antipszichotikumok extrapiramidális mellékhatásprofillal rendelkeznek, mint a parkinsonizmus, akatízia, disztónia és hiperprolaktinémia, krónikus adásuk során lép fel a tardív diszkinézia. Ezek a vegyületek dopamin D2 receptor antagonisták mind a mezolimbikus, mind a nigrostriatális pályákon gátolják a receptorokat. Számuk a nyolcvanas évek során jelentősen megnőtt a hatásmechanizmusuk tisztázásának köszönhetően. Habár ezek a gyógyszerek valóban javítják a pozitív tüneteket skizofréniában, a negatív és a kognitív tünetekre kevéssé vagy egyáltalán nincsenek hatással. A klozapin, melyet először 1965-ben vezettek be, nem okozott extrapiramidális mellékhatást, de az agranulocitózis rizikója miatt a legtöbb országban kivonták a forgalomból. Azonban a terápiarezisztens skizofréniában tapasztalható egyedülálló hatásának, valamint a negatív tünetek
26
javításának köszönhetően 1990-ben újra bevezették, atípusos antipszichotikumként [Kane és mtsai, 1988, 2001; Meltzer, 1992; Meltzer és McGurk, 1999]. A klozapin újbóli bevezetése után számos új atípusos antipszichotikumot fejlesztettek, melyek mind előnyösebb profillal rendelkeznek a hagyományos első generációs szerekhez képest, azonban még így is a klozapin maradt a leghatásosabb gyógyszer, köszönhetően a teljesen egyedülálló hatásmechanizmusának.
Az új, második generációs gyógyszerek, mint a risperidon, olanzapin, quetiapine, ziprasidon, sertindol, a zotepin és az aripriprazol szélesebb receptorkötési profillal rendelkeznek. Hatással vannak a negatív tünetekre és csökkentik a visszaesési arányt, valamint javítják a funkcionális működést és az életminőséget a kevesebb extrapiramidális tünetnek köszönhetően [Miyamoto és mtsai, 2005]. Előnyösebb hatásuk mellé azonban újabb mellékhatások is társultak, a súlygyarapodás, a hiperglikémia, a diszlipidémia és az erős nyugtató hatás.
A GlyT inhibitorok egy új irány volt az antipszichotikumok fejlesztésében, mely azonban az ígéretes kezdeti eredmények ellenére nem bizonyított eléggé a hatásosság területén. Az utolsó fejlesztésben álló molekula a Roche által fejlesztett GlyT1 inhibítor, a bitopertin (RG1678/RO-4917838) volt, melynek fejlesztését 2014-ben állították le. A fejlesztés adjuváns kezelést célzott a nem optimálisan kezelt pozitív és negatív tünetekre. Sajnos két fázis III kísérletben sem sikerült szignifikáns hatást kimutatni, így leállították a vegyület fejlesztését.
A legújabban bevezetett szerek már kevesebb, vagy enyhébb mellékhatásokkal rendelkeznek, mint elődeik. A legkorszerűbb antipszichotikumok ma a következők: •
Az azenapin az antidepresszáns mianserin analógja, 2009-ben vezették be az USA-ban. Széles receptorkötési profillal rendelkezik, nagy előnye, hogy minimális súlygyarapodást idéz elő. Érdekessége, hogy európában csak az I-es típusú bipoláris betegség mániás szakaszának kezelésére vezették be.
•
A lurasidont 2014-ben vezették be Európában. Számos szerotonin receptorhoz kötődik, előnye, hogy nem rendelkezik antikolinerg hatással és preklinikai kísérletek alapján 27
kognitív- és memória javító hatást mutat. Az azenapinhoz hasonlóan minimális súlygyarapodást idéz elő. •
Az iloperidont hosszú fejlesztési „kalandok” után 2009-ben vezették be az USA-ban. Kombinált szerotonin-dopamin receptor kötési profillal rendelkezik. Gyakorlatilag a risperidon utódmolekulájának tekinthető. Mellékhatás profilja nem különbözik a többi második generációs szertől.
•
A cariprazin a magyar Richter Gedeon Gyógyszergyár bevezetés előtt álló gyógyszere, melyet skizofrénia és az I-es típusú bipoláris depresszió mániás szakaszának indikációjával szeretnének törzskönyvezni. A gyógyszer bevezetéséről az amerika hatóság 2015 második felében hoz döntést. A cariprazin parciális agonista a dopamin D2/D3 receptoron, nagyfokú D3 receptor szelektivitással. Nem befolyásolja az elektrokardiogram QT szakaszát, melyet a legtöbb antipszichotikum megnyújt. Egyéb mellékhatásaiban nem különbözik a többi atipikus antipszichotikumtól.
A jelenlegi skizofrénia kezelésben használatos gyógyszerekről a következő mondható el összefoglalás szerűen. •
A klasszikus vagy első generációs antipszichotikumok jól használhatóak a pozitív tünetek kezelésére, azonban nem szelektív D2 receptor antagonista hatásuk miatt extrapiramidális tüneteket okoznak.
•
A második generációs divatosan atípusos neuroleptikumok (pl. risperidon, klozapin, olanzapin, ziprasidon, iloperidon, stb.) a pozitív, és kisebb mértékben a negatív tüneteket befolyásolják, viszont növelik a metabolikus szindróma és öregkorban a sztrók kialakulásának esélyét.
Az első és második generációs antipszichotikumok gyakorlatilag mindegyike ortosztatikus hipotenziót okoz (α1 receptoriális hatásuk miatt) és nyújtja az EKG görbe Q-T hullám intervallummát. A legújabban bevezetett lurasidonról állítják, hogy pozitívan befolyásolja a kognitív tüneteket, azonban ezt bizonyítottnak csak hosszabb terápiás tapasztalatok után lehet tekinteni [Bruijnzeel és mtsai, 2015; Harvey és mtsai, 2015]. A skizofrénia egy életre szóló gyógyszeres kezelést igényel és a betegek egyharmada nem reagál megfelelően, azaz minimum kétféle gyógyszeres kezelésre sem javul az állapotuk. 28
A skizofrénia kezelésére használt gyógyszerek forgalma 2022-re eléri a 7,9 milliárd amerikai dollárt. Tehát még mindig szükség van újabb gyógyszerek kutatására, melyek jobb klinikai hatással és kevesebb, enyhébb mellékhatással rendelkeznek. A hatásosság még számos téren erősítésre vár, mint a kognitív tünetek javítása, az öngyilkossági hajlam kezelése, a szubjektív reakciók kiküszöbölése és a szociális viselkedés javítása. A terápiák gazdaságosabbá tétele is megoldásra vár.
Az új hatásmechanizmusú szerek hiányában depot és lassú felszabadulású injekciós készítmények fejlesztésének az irányába mozdult elsősorban a gyógyszerfejlesztés, így könnyebbé tehető a betegek hosszútávú kezelése folyamatos mindennapi kontroll nélkül. A két legújabb depot injekciós készítmény a paliperidon és az aripriprazol új formájának bevezetése. Számos kombinációs kezeléssel is próbálkoznak a klinikusok, benzodiazepinekkel, lítiummal, görcsgátlókkal, antidepresszánsokkal, béta-blokkolókkal és dopamin agonistákkal, hogy javítsák az antipszichotikus kezelés hatását és az eltérő, esetenként komorbid tüneteket a krónikus betegeknél [Miyamoto és mtsai, 2002, 2003]. A gyógyszerfejlesztés elindult az adjuváns szerek fejlesztésének az irányába is, hogy minél egyedülállóbb farmakológiai profillal rendelkező kezeléseket tegyenek lehetővé, a lehető legkevesebb mellékhatással.
A legújabb bevezetés előtt álló gyógyszerek a következő táblázatban találhatóak:
Hatóanyag
USA
Franciao.
Németo.
Olaszo.
Spanyolo.
Anglia
Japán
Cariprazin
2015
2016
2016
2016
2016
2016
2018
Brexpiprazol
2015
2018
2018
2018
2018
2018
2018
Aripiprazol lauroxil depot (ALKS-9070)
2015
--
--
--
--
--
--
Paliperidon palmitát (három hónapos formuláció)
2016
2017
2017
2017
2017
2017
2017
Pimavanserin
2016
2017
2017
2017
2017
2017
--
29
2.
Antipszichotikumok kutatása az Egis Gyógyszergyárban
Az Egis Gyógyszergyár tradícionális kutatási területe a központi idegrendszerre ható szerek, ezen belül a neuroleptikumok kutatása. Originális molekulaként két vegyület jutott el a klinikai vizsgálatokig, az Egis-2509 jelű traboxatin, amelynek fejlesztését a Fázis II. vizsgálatok után függesztették fel, továbbá a jelenleg is a Fázis I. vizsgálatok stádiumában lévő Egis-11150. A jelen dolgozatban is tárgyalt Egis-11150 egy új típusú antipszichotikus hatású molekula, amely számos a skizofrénia pozitív és negatív tüneteit modellező teszten kiemelkedő hatékonyságúnak mutatkozott [Gacsályi és mtsai, 2013]. Az Egis-11150 egyedi szinkronizáló hatást mutatott az agyi elektromos aktivitásra a frontális kéregben és a hippokampuszban [Spedding és mtsai, 2007]. A jelen dolgozatban is tárgyalt antipszichotikus hatása mellet a molekula jelentős kognitív funkciókat javító hatással rendelkezett. Az ún. új tárgyfelismerés tesztben a molekula patkányokban már 0,1 mg/kg dózisban javította a felismerési memóriát. Az Egis-11150 szintén kiemelkedően hatékonynak bizonyult a passzív elhárító magatartási modellben ahol már 0,005 mg/kg p.o. kezelés után nyújtotta a belépési latenciát. A térbeli munkamemória experimentális modelljében, a 8-karú labirintusban, az Egis-11150 ip. adagolás után szintén nagyon alacsony dózisban (0,01 mg/kg) javította a szkopolaminnal előidézett deficitet [Gacsályi és mtsai, 2013]. Mindezen hatások azt vetíthetik előre, hogy az Egis-11150 sikeres gyógyszerjelölt lehet a jelenleg forgalomban lévő molekulákkal összehasonlítva. Az Egis-11150 prokognitív hatása jelentős előny lehet, mivel amint az már említésre került a jelenleg rendelkezésre álló eredmények szerint, a kognitív tünetek az először megjelenő és meghatározó tünetek a skizofréniában szenvedő betegeknél.
A fenti originális molekulák kutatásán kívül, számos neuroleptikumot forgalmaz az Egis generikumként is, pl. klórpromazin, levomepromazin, risperidon, kvetiapin. Többféle hatásmechanizmusú gyógyszerjelölt kutatása folyt a Kémiai és a Preklinikai kutatási főosztályon. Ezen kutatások sorába tartozott a glicin-transzportert gátló vegyületek kutatása is. A glicin transzporter gátlók esetében rengeteg új vegyületet vizsgáltunk, melyek önállóan nem mutattak eléggé erős evidenciát az antipszichotikumként való további fejlesztésükhöz, azonban
30
más atipikus antipszichotikummal való kombinációs adásuk jelentős előnyökkel kecsegtetett a terápiás hatás kibővítésében. Jelen dolgozat témája ezen kutatások során kapott eredmények bemutatása.
31
3.
Célkitűzések
Az Egis Gyógyszergyárban különböző hatásmechanizmusú antipszichotikus vegyületek fejlesztése
folyt
skizofrénia
indikációban,
akár
monoterápiaként
vagy
más
atipikus
antipszichotikus farmakoterápia kiegészítéseként. A farmakológiai szűrő tesztek folyamán az EGIS-11150 jelű molekula kiemelkedő hatékonyságot mutatott. Dolgozatomban e molekula hatásait, a forgalomban lévő risperidon hatásait és egy glicin
transzporter
gátló
molekula,
az
ORG-24461,
valamint
risperidonnal
történő
kombinációjának vizsgálatát mutatom be különböző modelleken.
A céljaim a következők: 1. Az Egis-11150 jelű molekula receptor profiljának meghatározása, továbbá agonista vagy antagonista karakterének meghatározása funkcionális in vitro modellekben. 2. Az Egis-11150 receptor profiljának összevetése saját eredmények, és irodalmi adatok alapján a risperidon és az ORG-24461 receptor profiljával. 3. Az Egis-11150 és a risperidon hatásainak vizsgálata antipszichotikumok vizsgálatára alkalmas in vivo modellekben. 4. Az Egis-11150, a risperidon és az ORG-24461 hatásainak összehasonlítása irodalmi és saját mérések alapján a skizofrénia in vivo experimentális modelljeiben. 5. Az Egis-11150 és a risperidon vizsgálata prokognitív hatások predikciójára alkalmas modellben. 6. A risperidon és az ORG-24461 kombinációjának vizsgálata antipszichotikumok vizsgálatára alkalmas in vivo modellekben. 7. A risperidon és az ORG-24461 kombinációjának vizsgálata prokognitív hatások predikciójára alkalmas modellben. 8. Az Egis-11150, a risperidon és az ORG-24461 hatásainak vizsgálata az extracelluláris striatális dopamin, DOPAC, HVA, glutamát és glicin szintekre. 9. A risperidon és az ORG-24461 kombinációjának vizsgálata az extracelluláris striatális dopamin, DOPAC, HVA, glutamát és glicin szintekre.
32
ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK Az állatkísérleteket az Állatvédelmi Törvénynek (1998. évi XXVIII törvény), valamint a nemzetközi előírások (2010/63/EU irányelvek) betartásával végeztük. A dolgozatban szereplő kísérletek protokolljait, az Egis Gyógyszergyár Zrt., Munkahelyi Állatvédelmi Bizottsága előzetesen véleményezte és engedélyezte.
1.
A kísérletekben használt állatok
A kísérletekben hím NMRI egereket (20-30 g), Wistar és Sprague Dawley törzsű patkányokat (200-310g) használtunk. Az egereket és a patkányokat az Innovo Kft. (Charles River magyarországi képviselete) szállította, vagy az Egis Gyógyszergyár Zrt. saját tenyészetéből származtak. Az állatok tartásának körülményei: szabályozott hőmérséklet (23 ± 2 °C) és páratartalom (60 ± 10 %), 12 órás világos-sötét periódus, a fény lépcsőzetes be- és kikapcsolásával, reggel 6 és 7, illetve este 6 és 7 óra között (kivéve, ha a kísérlet fordított napszaki ritmust kívánt). A rágcsálók préselt rágcsáló tápot kaptak (Innovo Kft., Gödöllő) és csapvizet fogyaszthattak ad libitum. Az állatok laboratóriumba való beérkezése, és a kísérleti felhasználásuk között legalább hét nap telt el. Az állatok kezelése a következő módokon és térfogatokban történt: •
Egér intraperitoneális (ip.) kezelés: 10 mL/kg
•
Egér szubkután (sc.) kezelés: 10 mL/kg
•
Egér orális (per os, p.o.) kezelés: 20 mL/kg
•
Patkány intraperitoneális (ip.) kezelés: 1 vagy 2 mL/kg
•
Patkány szubkután (sc.) kezelés: 1 mL/kg
•
Patkány orális (per os, p.o.) kezelés: 5 mL/kg
33
2.
A kísérletekben felhasznált anyagok
Metil cellulóz oldat (0,4 térfogat%, Dow Chemicals, USA), Egis-11150 (4-kloro-5-{2-[4-(6fluoro-benzo[d]izoxazol-3-il)-piperidin-1-il]-etilamino}-2-metil-2H-piridazin-3-on), ORG-24461 (R,S(±)N-metil-N-[(4-trifluorometil)fenoxi]-3-fenil-propilglicin; nátrium), risperidon (3-[2-[4-(6fluoro-1,2-benzizoxiazol-3-il)-1-piperidinil]etil]-6,7,8,9-tetrahidro-2-metil-4H-pirido-[1,2a]pirimidin-4-on) (Egis Gyógyszergyár Zrt., Magyarország) 3H-prazozin, 3H-2-dipropilamino-8hidroxi-1,2,3,4-tetrahidronaftalen, (3H-8-OH-DPAT),
3
H-meszulergin,
3
H-glicin (Amersham,
Anglia), 3H-spiperon, 3H-ketanszerin, 3H-SCH 23390, 3H-LSD, és 3H-RX 821002 (Biosignal (NEN), USA), klónozott emberi 5-HT6 receptor (Receptor Biology, USA), klónozott 5-HT7 receptor (Packard BioScience, USA), MK-801, CuEDTA, Na2EDTA, 1-oktánszulfonsav nátrium, NaH2PO4, H3PO4, o-ftáldialdehid, nátrium szulfit, nátrium-tetraborát, glicin (Sigma Chemicals Co. St. Louis, MO, USA) aszkorbinsav, szaharóz, Krebs oldat (118 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 2,5 mM CaCl2, 1,2 mM KH2PO4, 1,2 mM MgSO4, 10 mM D-glükóz, 25 mM NaHCO3, 0,3 mM aszkorbinsav és 0,01 mM pargilin), módosított Ringer oldat (147,0 mM NaCl, 4,0 mM KCl, 1,2 mM CaCl2, 1,0 mM MgCl2), formaldehid (EGIS Gyógyszergyár Zrt, Magyarország), pentobarbitál-nátrium (Ceva-Phylaxia, Budapest, Hungary), DA (dopamin hidroklorid), DOPAC (3,4-dihidroxi-fenilecetsav), HVA (homovanillinsav), L-glutamát hidroklorid és glicin (Sigma Chemicals Co. St. Louis, MO, USA), perklórsav, etanol, metanol, acetonitril (Merck KGaA, Németország). A felhasznált vegyületek pro anal vagy gyógyszerkönyvi minőségűek voltak.
34
3.
A vizsgált vegyületek szerkezeti képletei:
Egis-11150 (4-kloro-5-{2-[4-(6-fluoro-benzo[d]izoxazol-3-il)-piperidin-1-il]-etilamino}-2-metil2H-piridazin-3-on) O
N
O
Cl
N N
F
N
N
Risperidon (3-[2-[4-(6-fluoro-1,2-benzizoxiazol-3-il)-1-piperidinil]etil]-6,7,8,9-tetrahidro-2metil-4H-pirido-[1,2-a]pirimidin-4-on) N
O
O F N N N
CH3
ORG-24461 (R,S(±)N-metil-N-[(4-trifluorometil)fenoxi]-3-fenil-propilglicin; nátrium) Na O N O O F F
F
35
4.
Módszerek
4.1.
Receptorkötési vizsgálatok
A receptorkötési vizsgálatok 10-5 és 10-7 M koncentrációban az Egis-11150 esetében több mint 50 receptoron
történtek
meg
az
Egis
Gyógyszergyárban
és
a
Cerep
(Franciaország)
laboratóriumaiban (1. táblázat). A risperidon és az ORG-24461 esetében 11 receptoron (NMDA, 5-HT1A, 5-HT2A, 5-HT2C, 5-HT6, 5-HT7, α1, α2, β, D1 és D2) történtek meg a vizsgálatok, szintén 10-5 és 10-7 M koncentrációban az Egis Gyógyszergyárban. Azon eredmények esetében ahol 10-7 M koncentrációban 50 %-ot elérte a kötődés gátlás mértéke, Ki érték meghatározása történt. Ezen receptorok esetében a technikai és metodikai részleteket a 2. táblázatban közöljük. A Ki értékeket Cheng-Prusoff egyenletének [Cheng és Prusoff, 1973] felhasználásával az alábbi módon számítottuk ki: IC50 Ki =
1+
L Kd
IC50 = a vegyület 50%-os leszorítást adó koncentrációja L = a rádioligand koncentrációja (amit az adott kísérletben használtunk) Kd = a rádioligand disszociációs állandója a receptorhoz A technikai részletek a 3. táblázatban részletesen megtalálhatóak.
36
1. táblázat. Receptor családok, amelyeken az Egis-11150 vizsgálata megtörtént 10-5 és 10-7 M koncentrációban.
Receptor család Dopamin Szerotonin Adrenerg Hisztamin Glutamát (ionotróp) Kannabinoid Muszkarin Opioid GABA Benzodiazepin Adenozin Peptiderg Prosztanoid Imidazolon Sejtmag receptorok
Receptor D1, D2, D3, D4, D5 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4 α1, α2, β1, β2 H1, H2, H3, H4 AMPA, KAINÁT, NMDA CB1, CB2 M1, M2, M3, M4 δ, κ, µ, σ1 GABAA, GABAB 1,4-Benzodiazepin A1, A2A NK1 NK2, CGRP, NPY, CCKA, ETA, ETB, AT1, B2, MCH1 TXA2, PGH2 I1, I2 ösztrogén, tesztoszteron, progeszteron, PPRγ2
37
2. táblázat. A receptorkötési módszerek alapinformációi Receptor
Rádioligand
Kd (nM)
NSB (Konc.)
Referens molekula, Ki (nM)
p5-HT1A E
[3H]-8-OHDPAT
0,8
5-HT (10µM) Buspiron 19
p5-HT2A E
[3H]Ketanszerin
1,0
Ciproheptadi n (10µM)
p5-HT2C E
[3H]Meszulergin
1,0
p5-HT6 E
[3H]-LSD
3,0
h5-HT7 E
[3H]-LSD
4,0
3
Forrás
Irodalom
patkány frontális kéreg
Peroutka (1986)
Ritanszerin 9,5 Mianszerin 5,5 Ciproheptadin 5,0
patkány frontális kéreg
Leysen és mtsai. (1982)
Mianszerin 2,3
koroid plexus
Pazos és mtsai (1984)
5-HT (100µM)
Metiotepin 0,62
HEK293 sejtek
A szállító leírása szerint
Metiotepin (10µM)
Metiotepin 1,6
humán rekombináns Biosignal (NEN) Boston
A szállító leírása szerint
WB 4101 8,0 Fentolamin 40,0
patkány előagy
Reader, T. A. (1987) Greengrass és Bremner (1979)
Mianszerin (1 µM)
Prazozin (1 µM)
pADRα1 E
[ H]-Prazozin
0,9
hADRα1 C
[3H]-Prazozin
0,25
Prazozin (0,5 µM)
Prazozin 0,17
patkány frontális kéreg
Greengrass és Bremner (1979)
0,8
Noradrenalin
Johimbin 1,9
humán rekombináns Biosignal (NEN) Boston
A szállító leírása szerint
0,95
Noradrenalin
Johimbin 6,5
humán rekombináns Biosignal (NEN) Boston
A szállító leírása szerint
pD1 E
[3H]-SCH 23390
0,9
SCH 23390 (1 µM)
SCH 23390 2,8
patkány striátum
Wallace.és mtsai (1989), Billard és mtsai (1984)
hD1 C
[3H]-SCH 23390
0,3
SCH 23390 (1 µM)
SCH 23390 0,14
humán rekombináns L-sejtek
Zhou és mtsai (1990)
pD2 E
[3H]-Spiperon
0,15
(+)Butaklamol Haloperidol 3,4 (1 µM) Klórpromazin 3,6
patkány striátum
Creese, I. (1979)
hD2 C
[3H]-Spiperon
0,3
(+)Butaklamol (+) Butaklamol 3,4 (10 µM)
humán rekombináns CHO sejtek
Grandy és mtsai (1989)
hD3 C
[3H]-Spiperon
0,3
(+)Butaklamol (+) Butaklamol 1,7 (10 µM)
humán rekombináns CHO sejtek
Mackenzie és mtsai (1994)
hD4 C
[3H]-Spiperon
0,3
(+)Butaklamol Klozapin 36,0 (10 µM)
humán rekombináns CHO sejtek
Van Tol és mtsai (1992)
hADRα2a C hADRα2c C
[3H]-RX 821002 [3H]-RX 821002
p: patkány, h: humán, E: Egis, C: Cerep
38
4.2.
[3H]glicin felvétel mérése patkány agykérgi szinaptoszómán
A szinaptoszóma P2 frakciót egy korábban már leírt módszer alapján készítettük [Szasz és mtsai, 2005]. A patkányokat éber állapotban dekapitáltuk, a teljes agyat eltávolítottuk, a kérgi részt leválasztottuk, majd az agykérget jégen tartva feldaraboltuk. A szövetet jéghideg 0,32 M-os szacharóz oldatban (1:10 g/mL) teflon-üveg homogenizálóval homogenizáltuk (Wheaton, USA). A homogenizátumot 10 percig 1000 g-n centrifugáltuk, hogy eltávolítsuk a sejtmagot és a roncsolt szövetet. A felülúszót tovább centrifugáltuk 20 percig 12000 g-n. A szinaptoszómát tartalmazó P2 pelletet 0,32 M-os szacharóz oldatban (1:15 g/mL) újra szuszpendáltuk, és 3 percig tartó lassú keverés után használtuk fel a vizsgálatban. Az inkubálás Krebs oldatban pH = 7,4-en történt. A szinaptoszóma preparátumok egységnyi részeit (kb. 0,4 mg fehérje/cső) 1 mL Krebs oldatban a vegyületekkel 5 percig 37 oC-on előinkubáltuk. A glicin felvételt 0,3 µM [3H]glicin (specifikus aktivitás: 14 Ci/mM) hozzáadásával indítottuk el, az inkubálás 10 percig tartott. A 0,3 µM glicin koncentráció eléréséhez a [3H]glicinhez jelöletlen glicint adagoltunk. A glicin felvételt 3 mL jéghideg Krebs oldat hozzáadásával és gyors vákuumszűréssel (előzőleg 0,1%-os polietiléniminbe áztatott GF/B Whatman szűrő) állítottuk le. A szűrőt háromszor, jéghideg fiziológiás sóoldattal átmostuk. A szűrőn megtapadt radioaktivitást Packard Ultima Gold koktélban mértük folyadék szcintillációs számlálóban. A nem specifikus glicin felvételt 0 oC-on inkubálva mértük. A specifikus glicin felvétel értékét a teljes felvétel és a nem-specifikus felvétel különbsége adta. A vegyületeket DMSO-ban oldottuk és azzal hígítottuk tovább. A kontroll kísérletek alapján ebben a koncentrációban a DMSO nem befolyásolta a glicin felvételt. Minden egyes vegyület koncentrációval három párhuzamos mérést végeztünk. A preparátumok fehérje koncentrációját Lowry módszerével határoztuk meg CuEDTA felhasználásával [Lowry és mtsai, 1951]. Az IC50 értékeket GraphPad Prism programban, nem-lineáris regresszióval számoltuk.
39
4.3.
In vivo mikrodialízis technika éber patkányon
Műtét és mintagyűjtés A patkányokat négyes csoportokban tartottuk hőmérséklet- és párakontrollált szobákban. A műtét napján az állatokat pentobarbitállal (60 mg/kg ip.) altattuk. Miután az altatás elérte a megfelelő mélységet (láb- és farokcsípéssel ellenőrizve), az állat fejét a sztereotaxis készülékben (David Kopf Instruments, USA) rögzítettük. Ezután rektális hőmérőt helyeztünk be, a műtét alatt végig mértük az állat testhőmérsékletét, és ettől függően melegítettük az állatot (CMA/150 fűtőpad). A fejtetőn a szőrt lenyírtuk, majd a bőrt ollóval hosszirányban kb. 2 cm hosszan felvágtuk. A sutura sagittalis felett a csonthártyát szikével átmetszettük, és tompán preparálva megtisztítottuk a koponyacsont felszínét. Kijelöltük a koponyacsonton a bregma helyét, és ettől a ponttól számoltuk ki a kívánt lokalizációt [Paxinos és Watson, 1998]. A kanül bevezetésének kívánt lokalizációját kiszámoltuk, majd bejelöltük (AP: antero-poszterior és ML: medio-laterális paraméterek). AP: -0,4, ML: +3,5. Ezután a bejelölt ponton óvatosan átfúrtuk a koponyát, illetve a későbbi rögzítéshez az előbbi résztől lehetőleg távoli ponton, a koponyavarratok által körülhatárolt másik területen, a koponyacsonton még két kisebb lyukat fúrtunk. Az esetleges szivárgó vérzés megszűnése után a két kisebb lyukba becsavartunk egy-egy csontcsavart (BAS; MF 5182) úgy, hogy a csavarfej és a koponyacsont között kis rés maradjon, de a csavar biztosan rögzüljön. Ezután a kanült (CMA/12 Guide Cannula) a sztereotaxis segítségével a kijelölt fúrt lyukon keresztül az agyfelszínhez érintettük (miközben a lyuk helyét ellenőriztük), és ettől a ponttól számoltuk ki a szükséges mélységet (DV: dorso-ventrális lokalizációs pont), DV: -4,0. A kívánt mélységig óvatosan bevezettük a kanült kb. 15-20 perc alatt, hogy minimalizáljuk a szöveti sérülést. Ezután a kanül rögzítését fogászati cementtel (Duracryl Plus por + Duracryl Liquid) végeztük. A cement megkötése után az állat nyakörvet kapott (BAS; MF 5371), majd pihenni hagytuk. Miután felébredt szabadon ehetett, ihatott.
A felhasznált dialízis membrán (CMA/12 Elite) tulajdonságai: átmérő: 0,5 mm, hossz: 2 mm, átjárhatóság: 20000 Dalton-ig. A dialízis membránt először egy 5-10 perces 70%-os etanolos mosással előkészítettük, majd 5-10 percig desztillált vízzel, végül 5-10 percig módosított Ringer 40
oldattal mostuk. A membránt a mosás után neurotranszmitterek standard oldatába merítettük (DA, DOPAC és HVA 250 pg/5µL egyenként), és egy óra hosszan a módosított Ringer oldatot áramoltattuk át rajta. Az első 30 perc az ekvilibrálási időszak volt, míg a második 30 percben gyűjtöttük össze a mérendő anyag visszanyerési mintáit, amelyek a membrán áteresztő képességének minőség ellenőrzését szolgálták. Végül 15-20 percig újra átmostuk a membránt desztillált vízzel. Az áramlási sebesség mindvégig 2,0 µL/perc volt. A műtét másnapján megmértük a patkányok testsúlyát, majd a vezető kanülön keresztül bevezettük a 2 mm hosszúságú dialízis membránt a striátumba. A perfúziós folyadék 2,0 µL/perc áramlási sebességgel pumpált módosított Ringer oldat volt. Két órás ekvilibrálás után 10 darab 30 perces frakció mintáit gyűjtöttük össze. Minden mintát 20 µL 0,5 M-os perklórsavas oldatra gyűjtöttünk, hogy a neurotranszmitterek bomlását megakadályozzuk. Az állatokat a negyedik frakció legyűjtése után kezeltük risperidonnal (1 mg/kg), Egis-11150-nel (0,1 mg/kg), ORG-24461-gyel (10 mg/kg), vagy risperidonnal és az ORG-24461-gyel intraperitoneálisan (ip.) 2mL/kg térfogatban. A katekolaminokat és azok metabolitjait [dopamin (DA), 3,4-dihidroxi-fenilecetsav (DOPAC) és homovanillinsav (HVA)] a mintagyűjtés után azonnal megmértük, majd a mintákat lefagyasztottuk -80 °C-ra, és később mértük az extracelluláris aminosavak koncentrációját. A kísérlet végén az állatokat lefejeztük, az agyukat kivettük és 8 %-os formaldehid oldatban rögzítettük. Később az agyakat szövettanilag feldolgoztuk, hogy ellenőrizzük a dialízis membrán pozícióját.
Mintaelemzés A katekolaminokat és az aminosavakat külön, két eltérő nagyhatékonyságú folyadékkromatográf (HPLC) rendszerben mértük. A katekolaminokat a mintagyűjtés után azonnal, izokratikus reverz fázisú HPLC módszerrel és elektrokémiai detektálással mértük. A rendszer egy Perkin Elmer 200-as típusú HPLC-ből, egy héliummal működő gázmentesítőből, egy Thermo Aquasil C18-as (3 µm) oszlopból (előtétoszloppal), és egy ESA 5011A típusú analitikai cellával működő ESA Coulochem II-es típusú detektorból állt. Az adatokat egy analóg/digitális jelátalakítón keresztül gyűjtöttük. A mobil fázis 10%-ban acetonitrilt és 90%-ban puffert tartalmazott (75 mM NaH2PO4, 2,8 mM 1oktánszulfonsav nátrium, 50 µM Na2EDTA). A mobil fázist G4-es üvegszűrőn leszűrtük, és a pH-t H3PO4-val 2,6-ra állítottuk be. Az áramlási sebesség 0,6 mL/perc volt, az elektródokon 41
beállított feszültségek pedig: C1 = -250 mV, C2 = +340 mV voltak. A katekolamin szinteket külső sztenderdek alkalmazásával mértük és pmól/µL-ben fejeztük ki. [Adams és Marsden, 1982]. Az aminosavakat a -80 °C-ra lefagyasztott maradék mintákból mértük gradiens reverz fázisú HPLC módszerrel elektrokémiai detektálással. Az aminosavakat elválasztás előtt Rowley módszere szerint o-ftáldialdehid/nátrium-szulfit reagenssel derivatizáltuk. A derivatizáló törzsoldat 100 µL etanolban oldott 5,4 mg o-ftáldialdehidet, 100 µL 1M-os nátrium szulfitot és 1,8 mL 0,1 M-os nátrium-tetraborátot tartalmazott (pH = 10,4). A derivatizáló törzsoldatot kis egységenként -20 °C-on tároltuk, ahol két hétig stabil maradt. A derivatizáló munkaoldatot minden nap frissen készítettük a törzsoldat nátrium tetraborát pufferrel történő 10-szeres hígításával. A derivatizálást az automata mintavevő végezte 12 µL minta és 18 µL derivatizáló munkaoldat összekeverésével, 5 perccel az injektálás előtt. Az aminosav koncentrációk méréséhez egy Agilent 1100-as típusú HPLC készüléket használtunk, amely automata mintavevőből, gázmentesítőből, gradiens pumpából és reverz fázisú oszlopból (Agilent Zorbax SB-C18, 250 x 4,6 mm, 5 µm), valamint előtétoszlopból állt, az ESA, Model 5011A analitikai cellájával, ESA Coulochem III elektrokémiai detektorral és egy analóg/digitális jelátalakítóval. A mobil fázis 0,1 M-os NaH2PO4⋅ H2O és metanol volt a gradiens elválasztáshoz. Az áramlási sebesség 1 mL/perc, a munkaelektród feszültsége C = + 650 mV volt. Az aminosav szinteket külső sztenderdek alkalmazásával mértük és pmól/µL-ben fejeztük ki. [Rowley és mtsai, 1995]. A statisztikai analízis egy szempontos variancia analízis után Dunnett-teszttel történt (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
42
4.4.
Apomorfin indukálta sztereotípia és mászás teszt egereken
Vizsgálatainkat hím NMRI egereken végeztük. Az Egis-11150, a risperidon és a vivőanyag (0,4% metilcellulóz) adagolása orálisan történt. 30 perccel az említett orális kezelést követően az egereket egyesével a kísérleti drótháló ketrecbe (12x12x12 cm) helyeztük habituáció céljából. Újabb 30 perc múlva az állatoknak 1 mg/kg apomorfin sósav sóját adagoltuk szubkután (sc.). A sztereotíp magatartásformák mérése azonnal az apomorfin kezelést követően kezdődött, és 25 percen keresztül folytatódott. A sztereotíp magatartás formák pontozása 0-4 fokozatú skálán történt a következő kritériumok szerint: 0 = sztereotíp magatartás formák nincsenek, kontroll csoporttól nem különbözik; 1 = folyamatos exploratív viselkedés, megszakítva rövid szaglászással és rövid ideig tartó fejmozgással; 2 = intenzív szetereotíp fejmozgások, intenzív szaglászás, rövidebb ideig tartó exploráció; 3 = rövid ideig tartó kényszeres nyalogatás, harapások (rács), és/vagy rágás, intenzív szaglászás vagy fejremegés; 4 = nagyon intenzív nyalás és/vagy rágcsálás, kis területre korlátozva, exploráció és tovahaladó mozgás nélkül. A mászás viselkedés regisztrálása igen/nem alapon 15 perccel az apomorfin adagolás után történt 10 percen keresztül. A mászás viselkedést pozitívnak (igen válasz) tekintettük, ha az egér legalább 3 lábbal az oldalfalán tartózkodott a kísérleti drótháló ketrecnek. A statisztikai értékelés a sztereotípia esetében, a csoportonként számolt pontok mediánjaiból Mann-Whitney U test segítségével történt. Az ID50 értékeket lineáris regresszió analízissel a %-os gátlás értékekből számoltuk. A mászások értékelésénél gyakoriságot számoltunk csoportonként, a kontroll csoport értékeit 100%-nak tekintve. Az így kapott dózis-hatás értékekből, amennyiben lehetséges volt, Litchfield és Wilcoxon módszerével [Litchfield és Wilcoxon, 1949] ED50 értékeket határoztunk meg.
43
4.5.
Katalepszia indukáló hatás vizsgálata patkányokon
A katalepszia indukáló hatást Morpurgo [Morpurgo, 1962] módszere szerint végeztük. Az Egis-11150, a risperidon és a vivőanyag (0,4% metilcellulóz) adagolása orálisan történt 60 perccel a vizsgálat kezdete előtt. A patkányok mindkét mellső lábát egy 3,5 cm és egy 9,5 cm magas gumihengerre helyeztük lábanként. Ezt követően 10 másodpercen keresztül figyeltük, hogy a patkány elhúzza-e a lábát a normálistól eltérő pozícióból. Amennyiben a patkány mozdulatlan maradt az adott időtartam alatt a 3,5 cm-es oszlop esetében 0,5 pontot kapott lábanként, a 9,5 cm-es oszlop esetén 1-1 pontot kapott lábanként. A teljes elérhető pontszám 3 volt, amit 100%-os hatásnak tekintettünk. Az állatokat 4 órán keresztül 30 percenként pontoztuk. Pontmaximumot állapítottunk meg csoportonként, amelyet a %-os hatás kalkulálásához használtunk. A %-os értékekből AD50 (AD=aktív dózis) értéket határoztunk meg lineáris regresszió módszerének segítségével (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
4.6.
Spontán motoros aktivitásra gyakorolt hatás vizsgálata patkányokon
A spontán motoros aktivitás mérése 6 db 57 × 20 × 28 cm méretű kísérleti dobozban történt. A patkányokat a vizsgálati anyagokkal vagy vivőanyaggal történt kezelést követően 15 percre a kísérleti dobozok közepére helyeztük. A kezelések MK-801-gyel szubkután (sc.), risperidonnal orálisan (p.o.), Egis-11150-nel és az ORG-24461-gyel intraperitoneálisan történtek, 30 vagy 60 perccel az állatok dobozba helyezése előtt. A doboz belsejét a két rövidebb oldallal párhuzamos infrasugár keresztezi. A két infrasugár indulási pontjai 4 cm-es magasságban a rövidebb oldalaktól 19-19 cm-re találhatóak. A dobozba helyezett patkányok mozgása az infrasugarak keresztezését (megszakítását) eredményezi, amely arányos a mozgásaktivitás mértékével. A statisztikai analízis egy szempontos variancia analízis után Dunnett-teszttel történt (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
44
4.7.
MK-801 indukálta mozgásaktivitás fokozódásra gyakorolt hatás vizsgálata patkányokon
A vizsgálat ugyanabban a készülékben történt, mint a spontán motoros aktivitás mérése. Az Egis11150 és a risperidon kezelés intraperitoneálisan, az MK-801 kezelés szubkután egy időben, 30 perccel a mérés előtt, míg az ORG-24461 kezelés intraperitoneálisan 60 perccel a mozgásaktivitás mérése előtt történt. Az interakciós vizsgálat esetében (risperidon+ORG-24461) az ORG-24461 kezelés 30 perccel a risperidon és az MK-801 kezelés előtt történt. A risperidon és az MK-801 kezelést követően 30 perc múlva kezdődött a mérés a készülékben. Az aktivitás mérése 15 percig tartott. A statisztikai analízis során az MK-801 hatását a kontroll csoporthoz Student t teszttel hasonlítottuk össze. A vizsgálandó anyaggal kezelt csoportok közötti különbségeket az MK-801el kezelt csoporthoz viszonyítva egy szempontos variancia analízis után, szignifikáns hatás esetén Dunett-teszttel hasonlítottuk össze (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
4.8.
Fenciklidinnel kiváltott előingerlés gátlásra gyakorolt hatás vizsgálata egereken
A vizsgálatokat a TSE „összerezzenés” vizsgáló készülékében (TSE startle response system, TSE GmbH, Németország), végeztük. A készülék 6 mérőhellyel (8x4x4,5 cm) rendelkezett, amelyek egy szellőztetett, hangszigetelt, belső megvilágítású nagyobb dobozban helyezkedtek el. A dobozok két szemben lévő falán két hangszóró volt, amely a háttérzajt és/vagy a különböző erősségű hangingereket biztosította. A készülék képes mérni az állat teljes test összerezzenését. Az Egis-11150 és a risperidon kezelés intraperitoneálisan 30 perccel a szubkután PCP kezeléssel egyidőben, az ORG-24461 60 perccel a mérés megkezdése előtt történt. Az interakciós vizsgálat esetében (risperidon+ORG-24461) az ORG-24461 kezelés intraperitoneálisan 60 perccel, a szintén intraperitoneális risperidon és a szubkután PCP kezelés pedig 30 perccel a mérés megkezdése előtt történt. Kísérleteinkben 65dB-es háttérzajt, 110dB-es hangimpulzust (pulse) alkalmaztunk. A mérés 5 perces akklimatizációs periódussal kezdődött ahol csak háttérzajt (65dB) exponáltunk. Ezt követte 5 hangimpulzus (110dB) exponálása (40ms/impulzus). Az előingerléses gátlás méréséhez ezután 60 próbát alkalmaztunk: 10db hangimpulzus magában, 10 db
inger
nélküli
próba,
10db
70dB 45
előingerlés+hangimpulzus,
10db
75dB
előingerlés+hangimpulzus,
10db
80dB
előingerlés+hangimpulzus,
10db
85
dB
előingerlés+hangimpulzus. Az egyes próbák között átlag 30 mp időintervallum volt. Az előingerlés+hangimpulzus 0,02 mp előingerlés, 0,1 mp szünet, majd 0,04 mp hangimpulzus periódusokból állt. A statisztikai feldolgozáshoz kiszámoltuk az önmagában exponált hangimpulzusok által kiváltott összerezzenések átlag amplitúdóját egerenként és kezelt csoportonként.
Kiszámoltuk
továbbá
a
négy
előingerlés+hangimpulzus
csoport
összerezzenéseinek átlagamplitúdóját is. A PPI szintet (%) a következő képlet segítségével kalkuláltuk: 100-[(előingerlés/nincs előingerlés) x100], ahol az előingerlés és az előingerlés hiánya az összerezzenések átlag amplitúdója az előingerelt és nem előingerelt állatoknál. A statisztikai analízis egy szempontos variancia analízis után Dunnett-teszttel történt (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
4.9.
Prokognitív hatás vizsgálata új tárgyfelismerés teszten patkányokon
Vizsgálatainkat 70x50x40 cm-es fekete plexi dobozokban végeztük, amelyeknek az alján faforgács volt. A felhasznált tárgyak a következők voltak: fém gúla (8,5x5x14 cm) és fém hasáb (5x5x14 cm). Az állatokat egy hét kézhez szoktatás után, a kísérlet első napján egyesével a dobozba helyeztük 2,5 percre tárgyak nélkül (dobozhoz szoktatás). 24 óra elteltével két azonos tárgyat helyeztünk el a dobozokban és egyesével visszatettük az állatokat a kísérleti dobozokba (akvizíciós fázis), maximum 5 percre. Amennyiben az állatok legalább 10-10 másodpercen keresztül „tanulmányozták” (exploráció) a tárgyakat egyenként, az állatokat kivettük a dobozból és visszahelyeztük a saját lakóketrecükbe. Amennyiben az állatok az 5 perces periódus alatt nem teljesítették a 10-10 másodperces kritériumot, a kísérletből kizártuk, alacsony érdeklődés (motiváció hiánya) miatt. Explorációnak tekintettük, amennyiben a patkány legalább 2 cm-re megközelítve a tárgyat szaglászta, megérintette, és határozott érdeklődést mutatott iránta. A harmadik mérési periódus (retenciós fázis) vagy 24 óra múlva (Egis-11150, risperidon önállóan adagolva) vagy az MK-801 kezeléssel történt vizsgálatok esetében 15 perc elteltével történt. Ebben a mérési szakaszban, kicseréltük az egyik előző tárgyat egy új tárgyra, és az állatokat visszahelyezve manuálisan mértük a tárgyankénti explorációs időt 4 percen keresztül. Az összes drogkezelés a második mérési napon az akvizíciós próba előtt történt. Az önálló hatások vizsgálata (Egis-11150, risperidon, MK-801) esetén p.o. kezelést alkalmazva 60 perc, ip. és sc. kezelést alkalmazva 30 perc volt az előkezelési idő. Az MK-801 interakciós vizsgálatban az MK46
801 kezelés előtt 30 perccel történt az ORG-24461 adagolása. A risperidon+ORG-24461 vizsgálat esetében a risperidon kezelés (ip.) egyidőben történt az MK-801 (sc.) kezeléssel. Az eredmények statisztikai értékeléséhez diszkriminációs indexet (DI) számoltunk a következő képlet alapján: DI = (új-régi)/(új+régi), ahol új = az új tárggyal töltött explorációs idő (mp), régi = az ismert tárggyal töltött explorációs idő (mp). Az így kapott csoportonkénti adatokból egy szempontos variancia analízis után szignifikáns hatás esetén Dunnett-tesztet végeztünk. Az MK801 interakciós vizsgálatok esetében az MK-801 csoportot Student t teszttel hasonlítottuk össze a vivőanyagot kapott csoporttal. Ebben az esetben a vizsgálandó anyaggal kezelt csoportok közötti különbségeket az MK-801-gyel kezelt csoporthoz viszonyítva hasonlítottuk össze egy szempontos variancia analízis elvégzése után szignifikáns hatás esetén Dunnett teszttel, az interakciós vizsgálat esetén pedig az összes csoportot hasonlítottuk össze egymással Tukey teszttel (GraphPad Prism 6.0, GraphPad Software Incorporation, San Diego, USA).
47
KÍSÉRLETES MUNKA 1.
Receptorkötési vizsgálatok
A receptor kötési vizsgálatok az Egis-11150 és risperidon esetében több mint 50 receptoron történtek meg [Gacsályi és mtsai, 2013]. A forgalomban levő antipszichotikumok ismert receptorkötési adataiból kiindulva, valamint saját mérési eredményeinket is figyelembe véve, számottevő hatásnak azt fogadjuk el, amikor a vegyület 10-7 M koncentrációban 50%-nál nagyobb mértékben mutat affinitást az adott receptorhoz. Ez esetben Ki értéket számolunk. A táblázatban azokat a receptorokat szerepeltetjük, melyek esetében vagy az Egis-11150, vagy a risperidon számottevő hatást mutat. A 10-7 M koncentrációban kapott gátlás %-ot tájékoztatásként tüntettük fel, ha valamelyik vizsgált molekula (Egis-11150 vagy risperidon) jelentős aktivitás mutatott.
1.
Táblázat. Egis-11150 és a risperidon receptorprofilja % gátlás (10-7M/l) / Ki (nM)
Receptorok
Egis-11150
Risperidon
ORG-24461
p 5-HT1A E
6%
610
2%
p 5-HT2A E
3,2
0,5
3%
p 5-HT2C E
18%
36
15%
p 5-HT6 E
4%
0%
-
h 5-HT7 E
9,9 8,4 0,5
9,9
12%
1,6
-
-
-
-
-
150
-
3,4 6,7 -
0%
p ADRα1 E hADRα2a C h ADRα2c C h D1 C p D2 E h D3 C h D4 C
93 141 8,6 13 370 380 120
370 380 25 110 p: patkány receptor, h: human receptor E: mérés az Egis Gyógyszergyárban történt C: mérés a CEREP-ben (Franciaország) történt
48
-
Az Egis-11150 erős affinitást mutatott az ADRα1 (Ki = 0,5 nM), ADRα2c (Ki = 8,6 és 13 nM), 5-HT2A (Ki = 3,2 nM), 5-HT7 (Ki = 8,4 és 9,9 nM) receptorokhoz, míg közepesen vagy gyengén kötődött az ADRα2a (Ki = 93 és 141 nM), D1 (Ki = 370 és 380 nM), D2 (Ki = 120 nM), D3 (Ki = 370 és 380 nM) és a D4 ( Ki = 25 és 110 nM) receptorokhoz. A risperidon erősebben kötődött az ADRα1 (Ki = 1,6 nM), 5-HT2A (Ki = 0,5 nM), 5-HT7 (Ki = 9,9 nM), valamint a D2 (Ki = 3,4 és 6,7 nM) receptorokhoz, mérsékelt kötődést mutatott a D1 (Ki = 150 nM) receptorokhoz.
Az ORG-24461 nem mutatott jelentős kötődést egyik vizsgált receptorhoz sem.
A funkcionális vizsgálatok során az Egis-11150 gátolta az összes receptor fiziológiás agonistáját, melyekhez kötődött. A risperidonhoz hasonlóan az Egis-11150 is inverz agonistaként viselkedett a HEK293 sejtek által stabilan expresszált 5-HT7A receptoron [Gacsályi és mtsai, 2013].
2.
[3H]glicin felvételre gyakorolt hatások patkány agykéreg szinaptoszóma (P2) preparátumon
A nagy affinitású [3H]glicin felvételét 178 µM-os Km érték és 4,9 nmól/mg fehérje/10 perc maximális sebesség (Vmax) jellemezte a patkány agykéreg P2 szinaptoszóma preparátumon. Az ORG-24461 gátolta a [3H]glicin felvételét a patkány agykéreg szinaptoszóma (P2) preparátumon (3. Táblázat). Az IC50 értékek: ORG-24461: 1,3+0,1 x 10-7M és Risperidon: >5,0 x 10-5M. A GlyT1 inhibitorral ellentétben a risperidon nem gátolta a [3H]glicin felvételét a patkány agykéreg szinaptoszóma (P2) preparátumon (3. Táblázat). 2. Táblázat: Az ORG-24461 és a risperidon hatása a [3H]glicin felvételre a patkány agykéreg szinaptoszóma (P2) preparátumon Vegyület
IC50 (M)
ORG-24461
1,3 ± 0,1 x 10-7
Risperidon
>5,0 x 10-5
Az adatokat átlag ± SEM formában adtuk meg, n = 3 49
3.
Mikrodialízis mérések patkány striátumból Risperidon A)
B)
1. ábra. A risperidon hatása a striatalis DA, DOPAC, HVA, glutamát, glicin szintekre patkányokban. A) dopamin, DOPAC és HVA koncentráció, B) glicin és glutamát koncentráció változása patkány striátumban. Kezelés az egyensúly beállta után 120 perccel intraperitoniálisan, frakciók gyűjtése összesen 300 percig. N=5 és N=7. *= p<0,05; **= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz (4. frakció) viszonyítva.
Vivőoldattal kezelt állatban a dopamin és metabolitjainak (DOPAC és HVA) alapszintje stabil maradt a 300 percig tartó mikrodialízis alatt, és nem tért el az alapszinttől (100%) (dopamin: F(6,21)=0,697, p=0,654; DOPAC: F(6,21)=0,660, p=0,682; HVA: F(6,21)=0,538, p=0,773).
Risperidon (1 mg/kg ip.) hatására azonban megnőtt az extracelluláris dopamin szint az éber patkány striátumában, és csúcskoncentrációját körülbelül az anyagbeadás után 60 perccel érte el (F(6,28)=2,496, p<0,05). A risperidonnal kiváltott dopamin szint emelkedéssel párhuzamosan megnőtt a metabolitjainak (DOPAC és HVA) a koncentrációja is az extracelluláris térben (DOPAC: F(6,27)=11,75, p<0,001; HVA: F(6,27)=10,70, p<0,001). Az extracelluláris aminosavak koncentrációja (glicin és glutamát) szintén nem tért el az alapszinttől vivőoldattal történő kezelés után a 300 percig tartó mikrodialízis alatt (glicin: F(6,21)=2,235, p=0,080; glutamát: F(6,21)=1,305, p=0,298). A risperidon (1 mg/kg-ban ip.) nem befolyásolta az extracelluláris glicin és glutamát szintjét a striátumban (glicin: F(6,42)=1,749, p=0,134; glutamát: F(6,42)=1,352, p=0,256). 50
Egis-11150 A)
B)
2. ábra. Az Egis-11150 hatása a striatális DA, DOPAC, HVA, glutamát, glicin szintekre patkányokban. A) dopamin, DOPAC és HVA koncentráció, B) glicin és glutamát koncentráció változása patkány striátumban. Kezelés az egyensúly beállta után 120 perccel intraperitoniálisan, frakciók gyűjtése összesen 300 percig. N=6 és N=8. *= p<0,05; **= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz (4. frakció) viszonyítva.
Az Egis-11150 (0,1 mg/kg ip.) kezelés szelektíven megnövelte az extracelluláris dopamin koncentrációját (F(6,35)=12,79, p<0,001) a patkány striátumban, míg a dopamin metabolitjainak koncentrációja a kezelés hatására nem változott (DOPAC: F(6,35)=0,714, p=0,641; HVA: F(6,35)=0,202, p=0,974). Az Egis-11150 (0,1 mg/kg ip.) kezelést követően nem változott a striatális extracelluláris aminosavak koncentrációja (glicin: F(6,49)=1,613, p=0,164; glutamát: F(6,49)=0,221, p=0,968).
ORG-24461 A)
B)
51
3. ábra. Az ORG-24461 hatása a striatális DA, DOPAC, HVA, glutamát, glicin szintekre patkányokban. A) dopamin, DOPAC és HVA koncentráció, B) glicin és glutamát koncentráció változása patkány striátumban. Kezelés az egyensúly beállta után 120 perccel intraperitoniálisan, frakciók gyűjtése összesen 300 percig. N=7 és N=6. *= p<0,05; **= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz (4. frakció) viszonyítva.
Az ORG-24461 (10 mg/kg ip.) kezelés után lecsökkent az extracelluláris dopamin koncentráció (F(6,42)=10,40, p<0,001). A GlyT1 gátló hatására az extracelluláris DOPAC koncentráció statisztikailag szignifikánsan változott (F(6,42)=3,455, p<0,01), de ezt a változást a Dunett post-hoc teszt egyik időpontban sem erősítette meg, a hatást biológiailag elhanyagolhatónak tekintjük. Az extracelluláris HVA szint nem változott a vegyület hatására (F(6,42)=1,164, p=0,344). A GlyT1 gátló szelektíven két és félszeres emelkedést váltott ki az extracelluláris glicin szintjében a striátumban (F(6,35)=6,70, p<0,001), amely 180 és 270 perc között érte el a statisztikailag szignifikáns szintet. Az ORG-24461 hatására a striatális glutamát koncentráció nem változott (F(6,35)=0,198, p=0,975).
A)
Risperidon + ORG-24461 B)
4. ábra. Az ORG-24461 és a risperidon együttes hatása a striatális DA, DOPAC, HVA, glutamát, glicin szintekre patkányokban. A) dopamin, DOPAC és HVA koncentráció, B) glicin és glutamát koncentráció változása patkány striátumban. Kezelés az egyensúly beállta után 120 perccel intraperitoniálisan, frakciók gyűjtése összesen 300 percig. N=6 és N=6. *= p<0,05; **= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz (4. frakció) viszonyítva.
52
Risperidon (1 mg/kg) és ORG-24461 (10 mg/kg) együttes beadása után nem változott az extracelluláris dopamin koncentráció a striátumban (F(6,35)=0,529, p=0,782). Ezzel szemben a DOPAC és a HVA szintek emelkedést mutattak (DOPAC: (F(6,35)=2,641, p=0,032); HVA: (F(6,35)=2,663, p<0,05). A kombinált kezelés risperidonnal és ORG-24461-gyel megemelte mind a glicin, mind a glutamát extracelluláris koncentrációját a striátumban (glicin: (F(6,35)=5,624, p<0,001; glutamát: F(6,34)=4,405, p<0,01).
4.
Apomorfin indukálta sztereotípia, mászás és katalepszia 3. Táblázat: Az Egis-11150 és a risperidon hatása apomorfin indukálta mászás és sztereotípia teszten egéren és katalepszia teszten patkányon:
Mászás ED50 (mg/kg p.o.)
Sztereotípia ID50 (mg/kg p.o.)
Katalepszia AD50 (mg/kg p.o.)
Egis-11150
0,06
0,2
8,6
Risperidon
0,02
0,08
1,3
ORG-24461*
>10*
>10*
>10*
Vegyület
*: Hársing. és mtsai, 2003
Az Egis-11150 és a risperidon igen alacsony dózisokban (Egis-11150: 0,06 mg/kg, risperidon 0,02 mg/kg) azonos nagyságrendben gátolta az apomorfin által kiváltott mászást. Az apomorfin sztereotípiát viszont a risperidon egy nagyságrenddel alacsonyabb dózisban (0,08 mg/kg) gátolta, mint az Egis-11150 (0,2 mg/kg). A risperidon jelentősebben alacsonyabb dózisokban (AD50= 1,3 mg/kg) indukált katalepsziát az Egis-11150-el összevetve. Az ORG-24461 nincs hatással az apomorfin indukálta mászásra és sztereotípiára, valamint nincs kataleptogén hatása sem.
53
5.
Spontán motilitás és MK-801 által kiváltott hipermotilitás befolyásolása patkányon MK-801
5. ábra. Az MK-801 hatása a spontán motoros aktivitásra patkányokon. Kezelés 30 perccel a kísérlet elvégzése előtt subcutan. N=8. **= p<0,01; egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz viszonyítva.
Az MK-801 az SPRD patkányok motilitását 0,1 és 0,3 mg/kg dózisokban szignifikánsan és jelentősen fokozta (F(3,28)=7,891, p<0,01).
Risperidon A)
B)
6. ábra A risperidon hatása a spontán motoros aktivitásra (A) és az MK-801 által kiváltott hipermotilitásra (B) patkányokon.
54
Kezelés a spontán motoros aktivitás mérése előtt 60 perccel per os, a hipermotilitás mérése előtt 30 perccel intraperitoniálisan a risperidonnal, és subcutan az MK-801-gyel. N=8/csoport. ###= p<0,001 MK-801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva,*= p<0,05; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt az MK-801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
A risperidon már az alkalmazott 0,03 mg/kg dózisban szignifikánsan csökkentette az állatok normális aktivitását (F(4,35)=24,66, p<0,001), míg az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) motilitást fokozó hatását (t=4,87, p<0,001) csak magasabb 0,1; 0,3 és 1 mg/kg dózisban gátolta SPRD patkányon (ID50= 0,06 mg/kg ip.; F(4,35)=15,76, p<0,001). Egis-11150 A)
B)
7. ábra Az Egis-11150 hatása a spontán motoros aktivitásra (A) és az MK-801 által kiváltott hipermotilitásra (B) patkányokon. Kezelés a spontán motoros aktivitás mérése előtt 30 perccel intraperitoniálisan, a hipermotilitás mérése előtt szintén 30 perccel intraperitoniálisan az Egis-11150-nel és subcutan az MK-801-gyel. N=8/csoport. ###= p<0,001 MK-801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva, **= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt az MK-801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
Az Egis-11150 az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) által kiváltott hipermotilitást (t=6,85, p<0,001) már egy nagyságrenddel alacsonyabb dózisban felfüggesztette (0,03 mg/kg ip.; F(4,35)=8,373, p<0,001), mint a spontán motoros aktivitást (0,1 mg/kg ip.; F(5,42)=11,39, p<0,001).
55
ORG-24461 A)
B)
8. ábra. Az ORG-24461 hatása a spontán motoros aktivitásra (A) és az MK-801 által kiváltott hipermotilitásra (B) patkányokon. Kezelés a spontán motoros aktivitás mérése előtt 60 perccel intraperitoniálisan, a hipermotilitás mérése előtt szintén 60 perccel intraperitoniálisan az ORG-24461-gyel és 30 perccel subcutan az MK-801-gyel. N=7-8/csoport. ##= p<0,01 MK801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva, ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt az MK-801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
Az ORG-24461 csak a két magasabb alkalmazott dózisban (10 és 30 mg/kg ip., F(4,35)=23,69, p<0,001) csökkenti szignifikánsan a spontán motoros aktivitást. Az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) indukálta hipermotilitást (t=3,59, p<0,01) csak a legmagasabb 30 mg/kg dózisban függesztette fel F(4,33)=13,86, p<0,001).
Risperidon + ORG-24461 + MK-801
56
9. ábra. A risperidon és az ORG-24461 együttes hatása az MK-801 által kiváltott hipermotilitásra patkányokon. Kezelés a hipermotilitás mérése előtt 30 perccel a risperidonnal, 60 perccel az ORG-24461-gyel intraperitoniálisan, valamint 30 perccel subcutan az MK-801-gyel történt. N=20/csoport. ###=p<0,001 az MK-801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva, * = p<0,05 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt az MK-801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
Risperidonnal (0,03 mg/kg ip.) együtt adva az ORG-24461 korábban hatástalan dózisában (3 mg/kg ip.) szignifikánsan csökkentette az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) által kiváltott motilitás növekedést (A: t= 6,18, p<0,001, B: t= 3,84, p<0,01) SPRD patkányban (F(3,76)=2,82, p<0,05).
6.
A fenciklidin által kiváltott előingerléses gátlás egéren
Az előingerléses gátlás (prepulse inhibition, PPI) kísérletek mindegyikében a fenciklidin (PCP) (5 mg/kg sc.) szignifikánsan csökkentette az előingerléses gátlások százalékos arányát.
A) Risperidon
B) Egis-11150
10. ábra. A risperidon (A) és az Egis-11150 (B) hatása a PCP kiváltotta előingerléses gátlásra egéren. Kezelés a teszt megkezdése előtt 30 perccel intraperitoniálisan a risperidonnal, illetve az Egis-11150-nel, subcutan a PCP-vel. N=16-20/csoport. ***=p<0,001 a PCP hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva, + = p<0,05 és ++ = p<0,01 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a PCP kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
57
A szubkután adagolt 5 mg/kg PCP szignifikáns PPI % csökkenést okozott (A: t=5,72, B: t=4,02, p<0,001) A risperidon (0,1 mg/kg ip., F(3,71)= 3,121, p<0,01) és az EGIS-11150 (0,03 mg/kg ip., F(3,65)= 4,019, p<0,05) szignifikánsan gátolta az 5 mg/kg s.c. PCP hatását a PPI modellben.
ORG-24461
11. ábra. Az ORG-24461 hatása a PCP kiváltotta előingerléses gátlásra egéren. Kezelés a teszt megkezdése előtt 60 perccel intraperitoniálisan az ORG-24461-gyel, 30 perccel subcutan a PCP-vel. N=13-18/csoport. ***=p<0,001 a PCP hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva, egy utas ANOVA a PCP kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
A PCP 5 mg/kg szubkután adagolva, szignifikáns PPI% csökkenést okozott (A. t=3,99, B: t=3,97, p<0,001). Az általunk vizsgált glicin transzporter gátló vegyület nem gátolta 5 mg/kg s.c. PCP deficitet okozó hatását 1-3-10 mg/kg ip. dózisokban az adott modellben (F(3,53)= 0,609, p= 0,612). Risperidon + ORG-24461
58
12. ábra. A risperidon és az ORG-24461 együttes hatása a PCP kiváltotta előingerléses gátlásra egéren. Kezelés a teszt megkezdése előtt 30 perccel a risperidonnal, 60 perccel az ORG-24461-gyel intraperitoniálisan, valamint 30 perccel subcutan a PCP-vel. N=11-12/csoport. **= p<0,01 a PCP hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva, + = p<0,05 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a PCP kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
Az 5 mg/kg sc. adagolt PCP szignifikáns csökkentő hatása a PPI %-ra ebben a kísérletben is mérhető volt (A: t=3,19, B: t=3,41, p<0,01). Az ORG-24461 (1 mg/kg ip.) az adott modellben önmagában hatástalan dózisát a risperidon (0,03 mg/kg ip.) önmagában szintén hatástalan dózisával kombinálva a kombináció szignifikáns hatást eredményezett, visszafordítva a PCP PPI% csökkentő hatását (F(3,42)= 2,961, p< 0,05).
7.
Új tárgy felismerési kognitív teszt patkányon MK-801
13. ábra. Az MK-801 hatása az új tárgy felismerés tesztben patkányokon. Kezelés 30 perccel az akvizíciós próba előtt szubkután. N=9-10. *= p<0,05; egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz viszonyítva.
Az MK-801 dózisfüggően és szignifikánsan (0,1 mg/kg sc.) csökkentette a diszkriminációs (DI) indexet az új tárgy felismerési teszten patkányokon (F(3,34)=3,621, p<0,05).
59
A) Risperidon
B) Risperidon + MK-801
14. ábra. A risperidon önálló hatása (A) és az MK-801 által előidézett memória deficitre (B) új tárgy felismerés teszten patkányokon. Kezelés 30 perccel intraperitoniálisan a risperidonnal, és subcutan MK-801-gyel az akvizícios próba előtt . N=612/csoport. ++= p<0,01 MK-801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t-teszttel összehasonlítva,**= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt az MK-801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva.
A risperidon önmagában adagolva nem bizonyult hatékonynak az adott modellben (F(3,42)= 0,354, p=0,787). Az MK-801 0,1 mg/kg sc. dózisa szignifikánsan csökkentette a DI-t (t=4,07, p<0,01). Az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) által lerontott memória funkciót (DI) azonban már 0,01 és 0,03 mg/kg dózisban képes volt javítani (F(3,27)= 9,437, p<0,001).
Egis-11150
15. ábra. Az Egis-11150 hatása az új tárgy felismerési teszten patkányon. Kezelés az akvizíciós próba előtt 60 perccel per os. N=12/csoport. ,**= p<0,01; ***= p<0,001 egy utas ANOVA után Dunnett-teszt a kontroll csoporthoz viszonyítva.
60
Az Egis-11150 önmagában hatásosnak bizonyult a rövid távú felismerési memóriát mérő teszten. Hatása dózisfüggően erősödik és már 0,1 és 0,3 mg/kg dózisban szignifikáns (F(4,55)= 6,900, p<0,001).
Risperidon + ORG-24461 + MK-801
16. ábra. A risperidon és az ORG-24461 együttes hatása az MK-801 által előidézett memória deficitre új tárgy felismerés teszten patkányokon. Kezelés az akvizíciós próba előtt 30 perccel a risperidonnal, 60 perccel az ORG-24461-gyel intraperitoniálisan, valamint 30 perccel subcutan az MK-801-gyel. N=8-10/csoport. ***= p<0,001 az MK-801 hatása a kontroll csoporthoz viszonyítva Student t teszttel, + = p<0,05; ++ = p<0,01 és +++ = p< 0,001 egy utas ANOVA után Tukey teszt az MK801 kezelést kapott csoporthoz viszonyítva; ××=p<0,01 egy utas ANOVA után Tukey teszt az ORG-24461 és risperidonnal kezelt csoportokhoz viszonyítva.
Az adott kísérletben mind az ORG-24461 (1 mg/kg ip.), mind pedig a risperidon (0,1 mg/kg ip.) szignifikánsan gátolta az MK-801 (0,1 mg/kg sc.) rövidtávú felismerési memória funkciót csökkentő hatását (t=5,15, p<0,001). Ha a két vegyületet együtt adagoltuk, a kombináció hatása több mint megduplázódott az egyenként adott molekulák hatásához képest. A kombináció diszkriminációs index csökkenését gátló hatása szignifikánsan különbözött az egyedileg adagolt ORG-24461 és a risperidon hatásától (F(3,33)= 19,82, p<0,001).
61
DISZKUSSZIÓ Az antipszichotikumok fejlesztése és kutatása az Egis Gyógyszergyár Zrt. egyik kitüntetett kutatási területe. Jelen dolgozatban bemutatom egy saját (Egis Gyógyszergyár Zrt.) fejlesztésű molekula (Egis-11150), egy a klinikumban széleskörűen használt molekula (risperidon), valamint egy preklinikai fázisban lévő, az előzőektől eltérő farmakológiai karakterű molekula (ORG-24461) receptorprofiljának, hatásmechanizmusának, antipszichotikus és prokognitív vizsgálatainak eredményeit. Bemutatom továbbá az ORG-24461 és a risperidon kombinációja után nyert eredményeket az említett módszerekkel. Az Egis-11150 az Egis Gyógyszergyár Zrt. által fejlesztett originális molekula, amelyet skizofrénia indikációban terveznek bevezetni. Az Egis-11150 erős kötődést mutat az adrenerg α1, 5-HT2A és az 5-HT7 receptorokhoz, míg közepesen kötődik a dopamin D1, D2, D3 és D4 receptorokhoz. A molekula a funkcionális vizsgálatok alapján az előbb említett receptorokon antagonista hatást fejt ki [Gacsályi és mtsai, 2013]. Az említett receptorok mindegyikének szerepet feltételeznek az antipszichotikumok terápiás hatásában. Különösen jellemző ez a D2, 5-HT2A és α1 receptorokra. Elmondható, hogy minden eddig forgalomba került antipszichotikum kötődik az agyi D2 receptorokhoz, jellemzően antagonistaként, ritkán parciális agonistaként [Kapur és Mamo, 2003]. A dopaminerg rendszer szerepe hatalmas számú publikációban diszkutált, különösen a skizofrénia legnépszerűbb és legrégebbi dopaminerg elméletének keretén belül (lásd irodalmi bevezetés). Az antipszichotikumok 5-HT2A receptoriális hatásainak intenzív kutatása vezetett egy új kutatási megközelítéshez a skizofrénia ellenes szerek kutatásában, az 5HT2A/D2 affinitási arányon alapuló kutatáshoz. Ennek eredményeként megjelenő klozapin, olanzapin, risperidon és kvetyiapin közös jellemzője, a jelentősen erősebb affinitás az 5-HT2A receptorokhoz a D2 receptor affinitáshoz képest. A számottevően jelentősebb kötődés az 5-HT2A receptorokhoz a D2 receptorokkal szemben, jósolja a jelentősebb hatékonyságot a skizofrénia negatív tüneteire, valamint összességében a kedvezőbb mellékhatás profilt [Kasper és mtsai, 1999; Carlsson ést mtsai, 1999]. Az Egis-11150 α1 antagonista hatásának szerepe lehet mind a pozitív, de különösen a kognitív tünetekre gyakorolt hatások tekintetében. Evidenciák támasztják alá, hogy a frontális kéregben az adrenerg mechanizmusok kitüntetett szerepet játszanak a kognitív funkciók és a hangulat szabályozásában [Arnsten, 1997; Coull és mtsai, 1997]. Továbbá a centrális α1 receptorok gátlása 62
csökkenti a dopaminerg transzmissziót a mezolimbikus területen (a pozitív tünetek terápiás célterülete) és javítja a talamikus szenzomotoros szűrő (gating) funkciót, ami skizofrén betegeknél deficites [Bakshi és Geyer, 1997]. Az α1 receptorokkal kapcsolatban is elmondható, ami a D2 receptor hatásokat jellemzi, hogy minden forgalomban lévő molekula kötődik az α1 receptorokhoz [Schotte és mtsai, 1996]. A kognitív funkciókért felelős receptoriális ismereteink alapján, az Egis-11150 jelentősen kedvezőbb receptorkötési profillal rendelkezik, mint az ismert antipszichotikumok a gyakorlatban. Az Egis-11150 receptorkötési tulajdonságai legjobban a klozapinhoz állnak közel, az alacsonyabb D2 affinitás számos kedvező hatást eredményez a risperidonnal összehasonlítva, azonban a molekula nem mutat antikolinerg aktivitást, ami szintén előnyös tulajdonság a klozapinhoz képest is. A lurasidonnal, [Enomoto és mtsai, 2008; Ishibashi és mtsai, 2010] összehasonlítva az Egis-11150 számottevő szelektivitást mutat az adrenerg α2c receptorhoz az adrenerg α2a-val szemben, mind a ligandkötődési vizsgálatok és az in vitro funkcionális vizsgálatok tekintetében [Gacsályi et al., 2013]. A szelektív adrenerg α2c antagonizmus antipszichotikus hatással kombinálva javítja a kognitív teljesítő képességet preklinikai vizsgálatokban, a dopaminerg és a glutamáterg idegi átvitel fokozásával a hippokampuszban és a prefrontális kéregben [Franowicz és mtsai, 2002; Marcus és mtsai, 2005, 2010]. Továbbá az adrenerg α2c gátlás már felmerült, mint a skizofrénia negatív tüneteinek javítását elősegítő mechanizmus, amely a D2 antagonista hatás okozta extrapiramidális mellékhatásokat is csökkenti [Sallinen és mtsai, 1998, 2007]. Az 5-HT7 receptorok szerepét sem lehet kizárni az Egis-11150 potenciális antipszichotikus hatásából. Az 5-HT7 receptorok eloszlása a limbikus struktúrákban felveti az 5-HT7 receptorok esetleges szerepét azokban a patofiziológiás folyamatokban amelyek jellemzők skizofréniában [Branchek és mtsai, 1994; Gustafson és mtsai, 1996]. Az is ismert tény, hogy a második generációs antipszichotikumok számottevően kötődnek az 5HT7 receptorokhoz [Arnt és Skarsfeldt, 1998; Roth és mtsai, 1994]. Vannak azonban ellentmondásos eredmények az 5-HT7 receptorok szerepével kapcsolatban. A szelektív 5-HT7 antagonista SB 269970 gátolta a ketaminnal kiváltott hipermotilitást, viszont nem befolyásolta a PCP-vel kiváltott előingerléses gátlást [Galici és mtsai, 2008]. Egy másik szelektív 5-HT7 antagonista, az SB-258741 gátolta a PCP-vel lerontott előingerlés gátlást, viszont csak abban a dózistartományban, ahol a spontán motoros aktivitást is gátolta [Pouzet, 2002]. 63
Mindkét említett 5-HT7 antagonista gátolta a D-amfetaminnal előidézett motoros aktivitás növekedést. Kedvező receptor profilja mellett az Egis-11150 vér-agy gáton való átjutása is nagyon gyors és jelentős, ami szintén elősegíti nagyfokú hatékonyságát a vizsgált modellekben [Gacsályi és mtsai 2013]. Összességében elmondható, hogy az adott receptorprofil alapján, várható az antipszichotikus aktivitás megjelenése a klinikumban. Az általam vizsgált szarkozin alapszerkezetű glicin transzporter gátló molekula, az ORG-24461 nem mutat jelentős affinitást az atipikus antipszichotikumok esetében vizsgált receptorokhoz. Hatását így az NMDA receptor környezetében megemelt glicin koncentráció befolyásolásával magyarázhatjuk.
A receptorkötési eredmények alapján a risperidon, mint ismert és jellegzetesen magas D2 és 5HT2A/2C/7 kötéssel rendelkező vegyület, dopaminerg mellékhatás fokozása nélkül együttadható lehet a GlyT gátlókkal. A glicin transzporter gátló vegyületek prototípusa, a szarkozin (N-metilglicin) már hatékonynak bizonyult más antipszichotikumokkal kombinálva egy hathetes klinikai vizsgálatban, jelentős mellékhatás megjelenése nélkül [Tsai és mtsai, 2004]. A glicin transzporter gátló hatását vizsgáltuk a [3H]glicin felvételre patkány agykérgi szinaptoszóma (P2) preparátumon [Brown és mtsai, 2001]. Az ORG-24461 IC50 értéke megfelel a CHO sejtekben expresszált rekombináns GlyT1b gátlás mértékének [Herdon és mtsai, 2001]. A risperidon ellenben nincs hatással a [3H]glicin felvételre a kérgi szinaptoszóma preparátumon mérve. Ezek az eredmények további evidenciák a risperidon és az ORG-24461 kombinált hatásának feltételezhető klinikai potenciális előnyére, az antipszichotikumok ismert mellékhatásainak (extrapiramidális, endokrin, szív-keringési, stb.) fokozása nélkül.
A központi idegrendszerre ható vegyületek vizsgálatában nagy előrelépést jelentett az in vivo mikrodialízis módszer bevezetése. A vizsgálattal éber állatban követhető az idegi ingerület átvivőanyagok koncentrációjának változása különböző agyrégiókban. 64
Az általunk vizsgált molekulák esetében, kétféle szabályzó rendszer működését vizsgáltuk patkány striátumban. A dopaminerg rendszert, a dopamin és bomlástermékei (DOPAC és HVA), valamint a glutamáterg rendszert, a glicin és glutamát koncentráció változásán keresztül. A risperidon jelentősen megemelte a dopamin és bomlástermékeinek koncentrációját a striátumban, míg a glutamáterg rendszert szabályzó glicin és glutamát koncentrációját nem befolyásolta, összhangban a korábbi [3H]glicin felvételre gyakorolt elhanyagolható hatásával. A dopamin, DOPAC és HVA szintjének emelkedése nagy valószínűséggel a nigrostriatális dopaminerg axonvégződéseken
elhelyezkedő
preszinaptikus,
dopamin
felszabadulást
szabályzó
D2
autoreceptorok gátlásának köszönhető. A risperidon dopaminra gyakorolt hatását számosan vizsgálták már, eredményeink alátámasztják az irodalomban található eredményeket [Hertel és mtsai, 1996; Grimm és mtsai, 1998; Bogdanov és mtsai, 1991]. Az Egis-11150 általunk vizsgált neurotranszmitterekre gyakorolt hatása különbözik a risperidonétól. A dopamin szintjét a risperidonhoz hasonlóan jelentősen megemelte a patkányok striátumában, ezzel szemben a dopamin metabolitok szintjét nem befolyásolta. Ez feltehetőleg a lényegesen kisebb D2 receptorokhoz való kötődésének köszönhető. A D2 receptorok egyrészt preszinaptikus dopamin felszabadulást
szabályzó
autoreceptorok,
másrészt
posztszinaptikusan
elhelyezkedő
szomatodendritikus receptorok. Az Egis-11150 kevésbé blokkolja a D2 receptorokat, mint a risperidon, így bár megemeli a dopamin koncentrációját a striátumban, ez a koncentráció változás lassabban alakul ki, és a vizsgálat ideje alatt még nem fokozza a dopamin metabolizmusát a szinaptikus résben. Hosszabb ideig tartó vizsgálat során valószínűleg a risperidonhoz hasonlóan az Egis-11150 is megemelné a DOPAC és a HVA koncentrációját az extracelluláris térben. Az Egis-11150 D2 receptor hatása közelebb áll a klozapinéhoz, ami irodalmi adatok szerint nem okoz olyan mértékű dopamin szint változást a striátumban, mint a risperidon [Hertel és mtsai, 1996]. A gyengébb D2 hatásnak köszönhetően az Egis-11150 várhatóan nem fog jelentős extrapiramidális mellékhatásokat okozni, amely tulajdonságában ismét a klozapinhoz áll közelebb [Kane és mtsai, 1988]. Az aminosavak szintjét az Egis-11150 a risperidonhoz hasonlóan nem befolyásolta, tehát a glutamát rendszerre a molekula méréseink szerint nincs direkt hatással.
65
Az ORG-24461 a számos vizsgált GlyT1 gátló vegyülethez hasonlóan jelentősen megemelte a glicin koncentrációját az extracelluláris térben, [Johnson és mtsai, 2003; Drescher és mtsai, 2006; Lindsley és mtsai, 2006], míg a glutamát szintjét nem befolyásolta.
Az ORG-24461 a mikrodialízis vizsgálatokban kapott eredmények szerint viszont jelentősen csökkentette a DA és metabolitjainak szintjét, noha csak a dopaminra gyakorolt hatása esetében szignifikáns a változás. Mivel a vegyület nem mutatott affinitást a dopamin receptorok iránt, ezért a jelen hatás egyik lehetséges magyarázata, hogy a molekula az NMDA receptoron keresztüli működéssel idézi elő az említett változásokat [Nagy és mtsai, 2010]. A striatális dopamin szint csökkenés az NMDA receptor aktivációja által kiváltott GABA szint emelkedés következménye lehet, ami gátolja a striatális DA felszabadulást [Javitt és mtsai, 2005; de Bartolomeis és mtsai, 2005; Balla és mtsai, 2009]. A striatális gátló hatás az intrinsic GABAerg interneuronokon elhelyezkedő NMDA receptorokon keresztül valósul meg, melyek glutamáterg kérgi beidegzést kapnak és a visszatérő axon kollaterálisaik a nigrostriatális dopaminerg idegeken végződnek. Lehetséges, hogy a glicin transzporter gátlók indirekt módon csökkentik a dopamin felszabadulást a striátumban, mivel növelik a GABA felszabadulást, ami aztán gátolja a dopamin kiáramlását [Javitt és mtsai, 2005; Balla és mtsai, 2009]. A GlyT1 gátló vegyületek az alulműködő NMDA receptorok aktivációján keresztül hatnak, normalizálva mind a dopaminerg túlműködést, mind a GABAerg alulműködést, ahogy ezt a hatásukra felszabaduló neurotranszmitterek változása is mutatja [Javitt és mtsai, 2005], a dopaminerg/GABAerg egyensúly eltolásával fejtik ki antipszichotikus hatásukat [Javitt, 2007]. A forgalomban levő antipszichotikumok, amint az már említésre került, gátolják a D2 receptorokat. Ezen receptorok nem csak autoreceptor funkcióval rendelkeznek a preszinaptikus membránon, hanem a GABAerg beidegzések közepes méretű dendritikus tüskéinek posztszinaptikus membránján is megtalálhatóak. A nigrostriatális idegvégződésekből felszabaduló dopamin közvetlen gátló hatást fejt ki a GABAerg idegi működésre a striátum posztszinaptikus D2 receptorain keresztül [Hársing és Zigmond, 1997]. Azok az antipszichotikumok, amelyek blokkolják a D2 receptorokat a GABAerg neuronokon, fokozzák a striátum GABAerg tónusát, ami fontos szerepet játszhat az antipszichotikus hatás kialakulásában [Javitt, 2007]. Tehát a forgalomban levő antipszichotikumok, hasonlóan a GlyT1 gátló molekulákhoz, megváltoztatják a dopaminerg/GABAerg egyensúlyt, az előbbiek a D2 66
receptorok blokkolásával, utóbbiak az NMDA receptor szabályzása alatt álló glutamáterg idegi működés fokozásával. Az ORG-24461 és risperidon kombinációjának vizsgálata volt a következő lépés, a fent említett hatások
együttes
vizsgálatának
céljával.
Megvizsgáltuk,
hogy
a
második
generációs
antipszichotikum, a risperidon együtt adása a glicin transzporter gátló molekulával, milyen változásokat okoz a neurotranszmitterek koncentrációjában patkány striátumban, majd e változásokat több in vivo antipszichotikus vizsgálattal is próbáltuk alátámasztani, a skizofrénia mindhárom tünet együttesének javítása céljából.
Az ORG-24461 önmagában csökkentette a striatális dopamin szintet, a risperidonnal együtt adva pedig eltüntette a risperidon dopamin koncentrációt fokozó hatását. Mindemellett a dopamin metabolitok koncentrációjának risperidon okozta emelkedését is lecsökkentette a két vegyület együtt adása. Az ORG-24461 glicin szint emelő hatása megmaradt a risperidonnal történő együttadás során, azaz továbbra is aktiválni tudta az NMDA receptor glicinB kötőhelyét [Nagy és mtsai, 2010]. Az NMDA receptor indirekt stimulálása a glicin transzporter gátlóval és a D2 receptor gátlása a risperidonnal előnyösen befolyásolhatja a kéreg alatti dopaminerg és glutamáterg rendszerek egyensúlyát skizofréniában. Ez a változás a GABAerg működést is fokozza, akár az NMDA receptor aktiválásával, akár a GABAerg neuronok D2 gátlásának felfüggesztésével, vagy akár mindkettővel. Az ORG-24461 és a risperidon együttadásának váratlan hatása volt az extracelluláris glutamát koncentráció megemelkedése a striátumban [Nagy és mtsai, 2010]. A vegyületek önálló adásuk során nem voltak hatással a glutamát koncentrációra, ezért a kombinált adás hatása nehezebben értelmezhető. Az asztroglia és glutamáterg szinapszisokban expresszált GlyT1 [Aragon és mtsai, 2003; Cubelos és mtsai, 2005; Zafra és mtsai, 2008] mellett más transzporterek, mint a System-A vagy a glicin heterotranszporter-2 (GlyT2) is részt vesznek a glicin szállításában [Javitt és mtsai, 2005; Raiteri és mtsai, 2005]. A GlyT1 gátlásakor ezen receptoroknak különösen fontos szerepe lehet a szinaptikus glicin koncentráció szabályzásában. A szelektív GlyT1 gátlók, mint például az NFPS, csak kis affinitást mutatnak a System-A szabályozta glicin szállítással kapcsolatban és majdnem teljesen hatástalanok a GlyT2 gátlásában [Javitt és mtsai, 2005; Perry és mtsai, 2008]. 67
A GlyT1 és a GlyT2 együttes hatását a glicin kiváltotta glutamát kiáramlásra konfokális mikroszkóp segítségével bizonyították a gerincvelőben és közvetlen glutamát felszabadulás mérésével patkány kérgi szinaptoszóma vizsgálatokban [Raiteri és mtsai, 2005; Bonanno és mtsai, 1994]. Ezen vizsgálatok alapján a GlyT1/GlyT2 a glutamáterg kortikostriatális idegvégződések glicin transzportjára hatással lehet. A GlyT1 gátlás hatására megnövekedett szinaptikus glicint további transzporterek szállíthatják a glutamáterg axonvégződésekbe, ahol glutamát kiáramlást okoznak a citoplazma glutamát raktáraiból, a glutamát transzporterek működésével ellentétesen [Raiteri és mtsai, 2005]. Az eredményeink azt mutatják, hogy a glicin kiváltotta glutamát felszabadulás a GlyT1 gátló jelenlétében
felerősödik,
ha
a
glutamáterg
axonvégződések
gátlása
blokkolódik
az
antipszichotikum által kiváltott párhuzamos D2 receptor blokád következtében. A striátumban a reciprok dopaminerg és glutamáterg beidegzés együtt szabályozza a dopamin és a glutamát felszabadulást az NMDA és a D2 receptoron keresztül [Hársing és Vizi, 1991]. Tehát a risperidon által a glutamáterg axon végződéseken blokkolt D2 receptorok és az ORG-24461 által blokkolt glicin transzporter-1 együtt okozhatják a megnövekedett striatális glutamát felszabadulást.
Összességében megállapíthatjuk, hogy a GlyT1 gátló vegyület és az antipszichotikum együttadása előnyösen befolyásolhatja a dopaminerg/glutamáterg egyensúlyt skizofréniában, a dopamin felszabadulás gátlásával és a glicin és a glutamát szint megemelésével a striátumban. Így ezen típusú vegyületek együttadása hatékony terápiás megoldást ígérhet a skizofrénia mindhárom tünetegyüttesére vonatkozóan.
Az in vitro és a mikrodialízis vizsgálatokban kapott eredmények után vizsgáltuk az Egis-11150, a risperidon, az ORG-24461 valamint a risperidon+ORG-24461 kombinációját a skizofrénia különböző experimentális modelljeiben, valamint a kognitív funkcióra gyakorolt hatások mérésére alkalmas modellekben. A klasszikus skizofrénia modellek közül az egyik legkorábbi az apomorfin indukálta viselkedés eltérések (mászás és sztereotípia) gátlásának mérése. A második generációs antipszichotikumok, mint pl. a klozapin, a sztereotíp viselkedést sokkal magasabb dózisokban gátolják, mint a mászást [Moore és Gershon, 1989]. Mindkét viselkedés a dopaminerg rendszer működéséhez kapcsolódik. A mászás esetében azt feltételezték, hogy a gátlás az akkumbensz magban található dopamin 68
receptorokon valósul meg, míg a sztereotípia gátlásához a striátumban található dopamin receptorokat blokkolják a vegyületek [Costall és mtsai, 1978]. Amennyiben egy vizsgált vegyület hasonló dózisokban gátolja a mászást és a sztereotípiát, nagyobb az extrapiramidális mellékhatások kialakulásának veszélye. Az Egis-11150 a risperidonhoz hasonlóan alacsony dózisban gátolta az apomorfin által kiváltott mászást, a sztereotípiát azonban egy nagyságrenddel magasabb dózisban blokkolta, hasonlóan az irodalomból ismert klozapin hatásához. Ez alapján arra is következtethetünk, hogy erősebb a hatása a mezolimbikus, mint a nigrostriatális dopaminerg rendszeren [Moore és mtsai, 1989; Costall és mtsai, 1978]. Mindemellett feltehetően nem, vagy kevésbé okoz extrapiramidális mellékhatásokat, mint az első generációs antipszichotikumok és az általunk vizsgált risperidon.
A klasszikus antipszichotikumok (haloperidol, klórpromazin) erős striatális dopaminerg hatásuknak köszönhetően katalepsziát váltanak ki egereken és patkányokon [Janssen és mtsai, 1965]. A kiváltott katalepszia alapján szintén következtetni lehet a vegyületek extrapiramidális mellékhatásokat okozó potenciáljára. Az Egis-11150 magasabb dózisokban váltott csak ki katalepsziát a risperidonhoz képest, vagyis ebben a vizsgálatban is bizonyítottan alacsonyabb az extrapiramidális mellékhatásokat kiváltó potenciálja a risperidonénál.
Az apomorfin által kiváltott viselkedésválaszokra és a katalepsziára az ORG-24461 nem gyakorolt hatást, ami nem meglepő, hiszen nincs dopamin rendszert érintő közvetlen gátló hatása a vegyületnek [Harsing és mtsai, 2003].
A skizofrénia glutamáterg teóriájának egyik kiindulási evidenciája volt, hogy a nem kompetitív NMDA antagonisták (MK-801, PCP, ketamin) számos a skizofréniára jellemző tünetet idéznek elő emberen. Szintén ismert experimentális tény, hogy karakterisztikus viselkedés válaszokat és a normálistól
eltérő
funkció
változásokat
indukálnak
rágcsálókban,
amelyeket
az
antipszichotikumok gátolnak. Így a PCP, vagy utcai drogként ismert angyalpor és a ketamin hallucinációkat és érzelmi kiüresedést idéznek elő embereken, amelyek a skizofrénia pozitív és negatív tüneteire emlékeztetnek [Steinpreis, 1996; Krystall, 1999]. Rágcsálókon hiperaktivitást, sztereotíp viselkedést idéznek elő [Koek és mtsai, 1988], az előingerléses gátlást [Mansbach és
69
Geyer, 1989] és a kognitív funkciókat (pl. munkamemória) lerontják [Moghaddam és mtsai, 1997].
Az általunk végzett vizsgálatokban a risperidon már önmagában is mozgás csökkenést okoz és ez a hatása érvényesül az MK-801 által kiváltott hipermotilitás csökkentésekor is, mivel a spontán motoros aktivitást már egy dózissal alacsonyabb tartományban (0,03 mg/kg) csökkenti, mint az MK-801 okozta hipermotilitást (0,1 mg/kg). Az Egis-11150 viszont a risperidonnal ellentétben már alacsonyabb dózisban (0,03 mg/kg) csökkenti a hipermotilitást, mint a spontán motoros aktivitást (0,1 mg/kg). Így az Egis-11150 hatása ebben a vizsgálatban nem kizárólag a spontán motoros gátlásának köszönhető, hanem az MK-801 által kiváltott változást módosítja, ami direkt terápiás hatást jelenthet. Az ORG-24461 a risperidonhoz hasonlóan viselkedik, mivel alacsonyabb dózisban (10 mg/kg) gátolja a spontán motoros aktivitást, mint az MK-801 által kiváltott hipermotilitást (30 mg/kg). Risperidonnal együtt adva, hatástalan dózisaikban, (risperidon esetében 0,03 mg/kg, glicin transzporter gátló esetében 3 mg/kg), a kombináció szignifikáns hatást fejtett ki a hipermotilitás csökkentésében. Tehát a kombinált kezelés fokozta mindkét vegyület önállóan mutatott hatását.
Az MK-801 hipermotilitást kiváltó hatása hátterének tisztázására számos vizsgálatot végeztek, mindazonáltal a mechanizmus nem tisztázott teljességgel. Több, az irodalomban fellelhető vizsgálat szerint a centrális 5-HT rendszernek kitüntetett szerepe lehet az MK-801 aktivitást fokozó hatásának mechanizmusában. Az 5-HT rendszeren belül az 5-HT2A receptoroknak tulajdonítanak kitüntetett szerepet [Carlsson, 1995]. Egyes vizsgálatok szerint az NMDA antagonisták növelik a szerotonin felszabadulást az agykéregben, amely az 5-HT2A receptorok aktivációját idézi elő a glutamáterg neuronokon, ami glutamáterg felszabaduláshoz vezet [Adams és Moghaddam, 2001; Aghajanian és Marek, 1999]. Ennek a megnövekedett glutamát felszabadulásnak a következményei lehetnek az NMDA antagonisták által kiváltott viselkedés és neurodegenerativ változások. Ezt a patológiás folyamatot gátolják a potenciális antipszichotikus hatással rendelkező vegyületek.
A pozitív és negatív tünetek mellett a kognitív tünetek is negatívan befolyásolják a skizofrén betegek életminőségét. Az elmúlt évtized klinikai és preklinikai kutatásai alapján vált világossá, hogy a kognitív tünetek szerepe jelentősebb, mint ahogy korábban gondolták. A kognitív tünetek már a 70
betegség legkorábbi fázisában megjelennek (akár gyermekkorban), amikor még sem a pozitív, sem a negatív tünetek nem jelentkeznek és jelentősebben jósolható belőlük a betegség kimenetele, mint a másik két tünet együttesből [Robinson és mtsai, 2004]. Ezért nevezik a kognitív tüneteket jelenleg a skizofrénia mag vagy lényegi („core”) tüneteinek. Meta-analízis eredmények szerint, az első és második generációs antipszichotikumok mutatnak ugyan kognitív javító hatást, azonban ez a hatás gyenge és nem konzekvens [Mishara és Goldberg, 2004; Keefe és mtsai, 1999]. A kognitív tünetek farmakoterápiás befolyásolhatóságának megoldatlansága új kísérleti megközelítéseket kívánt. Ezért indította el az USA Nemzeti Mentálhigiénés Intézete (NIMH, National Institute of Mental Health) a nagyszabású MATRIX (Measurement and Treatment Research to Improve Cognition in Schizophrenia) programot hatalmas költségvetéssel 2002-ben. A program eredményeképpen hét kognitív területet (domain) különítettek el, amelyeknek hibás működése jellemző a skizofréniában. [Nuechterlein és mtsai, 2004]. A hét kognitív terület: a figyelem/vigilancia, munkamemória, okokozat felismerés és problémamegoldó készség, gondolkodás gyorsasága, vizuális tanulás és memória, verbális tanulás és memória valamint a szociális felismerés. A hét kognitív terület deficitjének experimentális méréséhez széleskörű vizsgálatok és konszenzus alapján meghatározott preklinikai
modelleket
rendeltek,
amelyekkel
új,
a
kognitív
funkciókra
is
hatékony
antipszichotikumok is szűrhetőek. Jelen dolgozatban két modellen, a figyelmi/vigilancia funkciók mérésére alkalmazott PPI és a vizuális tanulás és memória vizsgálatára megfelelő új tárgyfelismerés teszteken történt vizsgálatokat ismertetem.
A PPI mechanizmusa része az agyi információ szűrés folyamatának. Az agyban végbemenő tudattalan információgyűjtő folyamatok után az ún. szenzomotoros szűrő vagy kapurendszer kiválasztja a fontos vagy releváns információkat és azokat használja fel. A PPI humán vizsgálatokban is mérhető. Skizofréniában ezek a folyamatok zavart szenvednek, nem működik megfelelően a szűrőrendszer [Braff és mtsai, 2004; Braff és mtsai, 2001]. Ismert továbbá, hogy az NMDA antagonisták (PCP, MK-801) gátolják a PPI-t [Geyer és mtsai, 2001]. A PCP-vel lerontott PPI-t az Egis-11150 és a risperidon is szignifikánsan gátolta. Az irodalmi adatok szerint a második generációs antipszichotikumok hatékonyan gátolják a PCP-vel előidézett PPI gátlást [Braff és mtsai, 2001; Geyer és Ellenbroek, 2003]. Ezen eredmények is alátámasztják az Egis-11150 várható terápiás hatását skizofréniában. Az ORG-24461 vizsgálatainkban egyetlen vizsgált dózisban (1-3-10 mg/kg ip.) sem tudta a PCP hatását 71
befolyásolni szignifikánsan. Ha azonban a risperidon hatástalan dózisával (0,03 mg/kg ip) kombinációban adtuk, a risperidon+ORG-24461 kombináció jelentős szignifikáns hatást mutatott a PCP-vel lerontott PPI gátlás tekintetében. A kombinációval kapott hatás pontos mechanizmusának tisztázásához további vizsgálatok szükségesek, azonban a mikrodialízis vizsgálatokban kapott eredmények, valamint az adott in vivo (PPI) vizsgálatok is tovább erősítik azt a feltételezést, hogy a glutamáterg/dopaminerg rendszerek egyensúlyának pozitív befolyásolása terápiás előny lehet skizofréniában [Kinney és mtsai, 2003].
A vizuális tanulás és memória hanyatlása, az új tárgy felismerését is beleértve [Gabrovska és mtsai, 2003] jól ismert tünet együttes a skizofréniában [Aleman és mtsai, 1999; Nuechterlein és mtsai, 2004; Wood és mtsai, 2002]. Állatmodellekben a jelenleg ismert antipszichotikumok vagy javítják a vizuális memóriát, vagy hatástalannak bizonyultak még krónikus kezelést követően is [Orsetti és mtsai, 2007; Terry és mtsai, 2007]. Módosított tárgyfelismerési modellben [Besheer és mtsai, 2001] akutan adagolt klozapin 3 mg/kg s.c. dózisban hatásosnak bizonyult, viszont a dózis emelésével 10 mg/kg dózisban már hatástalan volt. Hasonló eredményeket kaptak szulpirid kezelés (20-80 mg/kg i.p.) esetében is [Besheer és mtsai, 2001]. NMDA antagonisták (PCP, MK-801) rontják a kognitív teljesítményt NOR teszten, melyet azonban néhány antipszichotikum (klozapin, risperidon) és a szelektív GlyT1 gátló NFPS is képes visszafordítani [Grayson és mtsai, 2007; Hashimoto és mtsai, 2005; Karasawa és mtsai, 2008; Hashimoto és mtsai, 2008], míg a haloperidol hatástalannak bizonyult ezen kísérleti körülmények között. Irodalmi adatok szerint leggyakrabban az antipszichotikumokat az NMDA antagonisták előtt adagolták a NOR teszten.
Saját vizsgálatainkban az Egis-11150 már önmagában is képes volt igen alacsony dózisokban (0,10,3 mg/kg p.o.) szignifikáns memóriajavító hatást mutatni, ezért nem szükséges a hatékonyságához az MK-801 által kiváltott memória deficit. A risperidon ugyanezen dózisokban önmagában hatástalannak bizonyult, csak az MK-801 amnesztikus hatását volt képes gátolni 0,01 és 0,03 mg/kg dózisokban. Ez mindenképpen az Egis11150 előnyösebb terápiás hatására utal. Nem zárható ki azonban, hogy az Egis-11150 önálló hatása a jobb agyi penetrációjával is összefügghet [Gacsályi és mtsai, 2013]. Az ORG-24461 molekulát önmagában csak 1 mg/kg dózisban adagoltuk. Ebben a dózisban viszonylag gyenge, de szignifikáns prokognitív hatást mutatott. 72
A risperidon hatástalan dózisával kombinálva a glicin transzporter gátlót, az ORG-24461 vegyület önmagában hatásos dózisában jelentős prokognitív hatás erősödést mutat az MK-801 által kiváltott deficit helyreállításában. Ez a mikrodialízis, a PCP és más MK-801 interakciós vizsgálatokhoz hasonlóan további evidencia a kombináció előnyös terápiás hatására.
Összefoglalva, az Egis-11150 jelentős antipszichotikus aktivitást mutat, továbbá számottevő aktivitással rendelkezik a kognitív funkciót mérő modellekben, hatása a risperidonhoz képest előnyösebb terápiás felhasználást jósol. Receptorprofilja a második generációs antipszichotikumok tekintetében a klozapinhoz áll közelebb, viszont nem rendelkezik antikolinerg mellékhatással. A risperidon és a glicin transzporter gátló ORG-24461 kombinációja szintén terápiás előnyöket hordozhat a forgalomban lévő monoterápiás szerekkel szemben, mindhárom tünetegyüttes esetében. Ebből a szempontból ugyancsak felmerülhet az Egis-11150 és az ORG-24461, valamint az Egis11150 és az Egis Gyógyszergyár Zrt.-ben fejlesztett GlyT1 vegyületek [Hársing és mtsai, 2015] kombinációjának preklinikai vizsgálata neurokémiai és magatartásfarmakológiai módszerekkel.
73
ÖSSZEFOGLALÁS Jelen dolgozat tárgya az Egis-11150 (Egis originális molekula), az ORG-24461 (GlyT1 gátló), a risperidon, valamint a risperidon és ORG-24461 kombinációjának farmakológiai vizsgálatai. Az Egis-11150, erős kötődést mutatott az adrenerg α1, 5-HT2A és az 5-HT7 receptorokhoz, míg közepesen kötődött a dopamin D1, D2, D3 és D4 receptorokhoz. A risperidon receptoriális hatásai az irodalmi adatoknak megfelelőek voltak. Az ORG-24461 nem kötődött egyik vizsgált receptorhoz sem. Az ORG-24461 az NMDA receptor környezetében megemelt glicin koncentráció befolyásolásával fejti ki hatását, melyet alátámaszt a [3H]glicin felvételre gyakorolt hatása. A mikrodialízis vizsgálatok során az Egis-11150 a risperidonhoz hasonlóan megemelte a dopamin koncentrációját, a DA metabolitokra nem gyakorolt hatást, feltételezhetően az alacsonyabb D2 receptor affinitásának. Az ORG-24461 csökkentette a dopamin koncentrációt, és emelte a glicin szintet a striátumban. Risperidonnal kombinálva, a risperidon dopamin és metabolitjai szintjének emelkedését visszafordította. A kombináció a megemelt glicin szint mellett a glutamát szintet is növelte. Az Egis-11150 az apomorfin interakciós, továbbá a katalepszia tesztek eredményei alapján várhatóan kevésbé okoz extrapiramidális mellékhatásokat, mint a risperidon. Az ORG-24461 nem mutatott hatékonyságot a fenti modellekben. Az Egis-11150 már alacsonyabb dózisban gátolta az MK-801 hipermotilitást, mint a spontán mozgásaktivitást, szemben a risperidonnal és az ORG-24461-gyel. Az ORG-24461 kombinálva a risperidonnal, önmagában hatástalan dózisában is csökkenteni tudta az MK-801 indukálta hipermotilitást. A PPI modellben az Egis-11150 a risperidonhoz hasonlóan hatékonynak bizonyult, az ORG-24461 önmagában nem, azonban a risperidonnal együtt adva annak hatástalan dózisában is már csökkenteni tudta a fenciklidin által kiváltott gátlást. Az új tárgy felismerési teszten a risperidon csak az MK-801 által lerontott kognitív funkciót volt képes javítani, míg az Egis-11150 már a normális kognitív működést is képes volt fokozni. Az ORG-24461 önmagában javítani tudta az MK-801 okozta memóriarontást, a risperidonnal együtt adva ez a hatás az önálló hatásokhoz képest jelentősen tovább fokozódott. Mindezek alapján az Egis-11150 önmagában, az ORG-24461 pedig a risperidonnal vagy más antipszichotikummal kombinálva jelentős terápiás előnyt jelez a skizofrénia mindhárom tünet együttesének kezelésében. 74
SUMMARY The dissertation’s subject was the pharmacological profiling of Egis-11150 (original molecule of Egis PLC), ORG-24461 (GlyT1 inhibitor), risperidone and risperidone in combination with ORG-24461. Egis-11150 had high affinity to adrenerg α1, 5-HT2A and 5-HT7 receptors, whilst it had moderate affinity to dopamine D1, D2, D3 and D4 receptors. Risperidone showed similar activity on the studied receptors to the published results. ORG-24461 didn’t show affinity to any of the studied receptors. ORG-24461 elevated the glycine concentration in the surroundings of NMDA receptors, which is supported by its effect on the uptake of [3H]glycine. Egis-11150 similarly to risperidone increased the striatal dopamine concentrations, although it didn’t influence the levels of DOPAC and HVA, probably due to its lower D2 receptor affinity. ORG-24461 decreased the concentration of dopamine and elevated the glycine levels in the striatum. In combination with risperidone, it reversed the elevated DA, DOPAC and HVA concentrations caused by risperidone. The combination increased not only the glycine but the glutamate levels as well. The potential extrapyramidal side effects of Egis-11150 can be predicted to be much lower than that of risperidone according to the apomorphine interaction tests and to the results of catalepsy study. ORG-24461 didn’t show any efficacy in the above models. Egis-11150 inhibited the MK-801-induced hypermotility in a lower dose than spontaneous motor activity, contrary to the effect of risperidone and ORG-24461. ORG-24461 in combination with risperidone, decreased the MK-801-induced hypermotility in its ineffective dose of the single administration. In the PPI study, Egis-11150 had similar effect to risperidone. ORG-24461, in single administration, didn’t show efficacy in this study, although in combination with inneffective dose of risperidone it could reverse the inhibitory effect of phencyclidine. In the novel object recognition test risperidone could reverse only the MK-801-induced cognitive deficit contrary to Egis-11150, which could improve the normal cognitive performance as well. ORG-24461 showed efficacy in the MK-801induced cognitive disturbance. This effect was significantly increased further in combination with risperidone. On the basis of the above results, Egis-11150 alone, ORG-24461 in combination with risperidone or with another antipsychotic may have a significant therapeutic benefit in the treatment of all the three symptoms of schizophrenia. 75
IRODALOMJEGYZÉK Abi-Dargham A, Kegeles LS, Martinez D, Innis RB, Laruelle M, 2003 Dopamine mediation of positive reinforcing effects of amphetamine in stimulant naïve healthy volunteers: results from a large cohort. Eur Neuropsychopharmacol., 13(6):459-68.
Abi-Dargham A, Mawlawi O, Lombardo I, Gil R, Martinez D, Huang Y, Hwang DR, Keilp J, Kochan L, Van Heertum R, Gorman JM, Laruelle M, 2002 Prefrontal dopamine D1 receptors and working memory in schizophrenia. J Neurosci., 22:3708-3719.
Abi-Saab WM, D'Souza DC, Moghaddam B, Krystal JH, 1998 The NMDA antagonist model for schizophrenia: promise and pitfalls. Pharmacopsychiatry; 31 Suppl 2:104-9. Review.
Abramowski D, Rigo M, Duc D, Hoyer D, Staufenbiel M, 1995 Localization of the 5-hydroxytryptamine2C receptor protein in human and rat brain using specific antisera. Neuropharmacology, 34(12):1635-45.
Adams BW, Moghaddam B, 2001 Effect of clozapine, haloperidol, or M100907 on phencyclidine-activated glutamate efflux in the prefrontal cortex. Biol Psychiatry, 15;50(10):750-7.
Adams M, Marsden A, 1982 Handbook of Psychopharmacology, Vol.15, New Techniques in Psychopharmacology, Ch.1, 1-74
76
Aghajanian GK, Marek GJ, 1999 Serotonin, via 5-HT2A receptors, increases EPSCs in layer V pyramidal cells of prefrontal cortex by an asynchronous mode of glutamate release. Brain Res., 825(1-2):161-71.
Aleman A, Hijman R, de Haan EH, Kahn RS, 1999 Memory impairment in schizophrenia: a meta-analysis. Am J Psychiatry, 156(9):1358-66.
Aleman A, Kahn RS, Selten J-P, 2003 Sex differences in the risk of schizophrenia: evidence from meta-analysis. Arch. Gen. Psychiatry, 60, 565–571.
Allardyce, J, Boydell, J, 2006 Review: the wider social environment and schizophrenia. Schizophr. Bull., 32, 592–598.
American Psychological Association, 2009 What is the difference between the ICD and DSM? Monitor on Psychology, 40(9), 63.
Angrist B, Rotrosen J, Gersho S, 1980 Responses to amphetamine, apomorphine and neuroleptics in schizophrenic subjects. Psychopharmacology, 67:31-38.
Aragon C, Lopez-Corcuera B, 2003 Structure, function and regulation of glycine neurotransporters. Eur J Pharmacol., 479:249–262.
77
Arnsten AF, 1997 Catecholamine regulation of the prefrontal cortex. J Psychopharmacol.,1 1(2):151-62. Review.
Arnt J, Skarsfeldt T, 1998 Do novel antipsychotics have similar pharmacological characteristics? A review of the evidence. Neuropsychopharmacology, 18:63–101.,
Ashdown H, Dumont Y, Ng M, Poole S, Boksa P, Luheshi GN, 2006 The role of cytokines in mediating effects of prenatal infection in the fetus: implications for schizophrenia. Mol. Psychiatry, 11(1), 47–55.
Aubrey KR, Vandenberg RJ, 2001 N[3-(4’-fluorophenyl)-3-(4’-phenylphenoxy)propyl]sarcosine (NFPS) is a selective persistent inhibitor of glycine transport. Br J Pharmacol., 134:1429–1436.
Azmitia EC, Segal M, 1978 An autoradiographic analysis of the differential ascending projections of the dorsal and median raphe nuclei in the rat. J Comp Neurol., 179(3):641-67.
Bakshi VP, Geyer MA, 1997 Phencyclidine-induced deficits in prepulse inhibition of startle are blocked by prazosin, an alpha1 noradrenergic antagonist. J Pharmacol Exp Ther., 283(2):666-74.
78
Balla A, Koneru R, Smiley J, Sershen H, Javitt DC, 2001 Continuous phencyclidine treatment induces schizophrenia-like hyperreactivity of striatal dopamine release. Neuropsychopharmacology, 25: 157–164.
Balla A, Nattini ME, Sershen H, Lajtha A, Dunlop DS, Javitt DC, 2009 GABAB/NMDA receptor interaction in the regulation of extracellular dopamine levels in rodent prefrontal cortex and striatum. Neuropharmacology, 56:915–921.
Balla A, Sershen H, Serra M, Koneru R, Javitt DC, 2003 Subchronic continuous phencyclidine administration potentiates amphetamine-induced frontal cortex dopamine release. Neuropsychopharmacology, 28: 34–44.
Ballard TM, Pauly-Evers M, Higgins GA, Ouagazzal AM, Mutel V, Borroni E, Kemp JA, Bluethmann H, Kew JN., 2002 Severe impairment of NMDA receptor function in mice carrying targeted point mutations in the glycine binding site results in drug-resistant nonhabituating hyperactivity. J Neurosci., 22(15): 6713–6723.
Balsara JJ, Jadhav JH, Muley MP, Chandorkar AG, 1979 Effect of drugs influencing central serotonergic mechanisms on methamphetamine-induced stereotyped behavior in the rat. Psychopharmacology (Berl)., 64(3):303-7.
Bennett MR, 1998 Monoaminergic synapses and schizophrenia: 45 years of neuroleptics. J Psychopharmacol., 12(3):289-304. Review.
79
Bergeron R, Meyer TM, Coyle JT, Greene RW, 1998 Modulation of N-methyl-D-aspartate receptor function by glycine transport. Proc Natl Acad Sci USA, 95:15730–15734.
Besheer J, Short KR, Bevins RA, 2001 Dopaminergic and cholinergic antagonism in a novel-object detection task with rats. Behav Brain Res., 126(1-2):211-7.
Bhati MT, 2013 Defining Psychosis: The Evolution of DSM-5 Schizophrenia Spectrum Disorders. Curr Psychiatry Rep., 15:409.
Billard W, Ruperto V, Crosby G, Iorio L, Barnett A, 1984 Characterization of the binding of 3H-SCH 23390, a selective D-1 receptor antagonist ligand, in rat striatum. Life Sci., 35, 1885-1893.
Blackwood DH, Fordyce A, Walker MT, St Clair DM, Porteous DJ, Muir WJ, 2001 Schizophrenia and affective disorders—cosegregation with a translocation at chromosome 1q42 that directly disrupts brain-expressed genes: clinical and P300 findings in a family. Am. J. Hum. Genet., 69(2), 428–433.
Bogdanov MB, Gainetdinov RR, Kudrin VS, Medvedev OS, Val’dman AV, 1991 Microdialysis study of effects of atypical neuroleptics and anxiolytics on striatal dopamine release and metabolism in conscious rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 111(5):655-658.
Bonanno G, Vallebuona F, Donadini F, Fontana G, Fedele E, Raiteri M, 1994 Heterocarrier-mediated reciprocal modulation of glutamate and glycine release in rat cerebral cortex and spinal cord synaptosomes. Eur J Pharmacol., 252:61–67. 80
Boydell J, van Os J, McKenzie K, Allardyce J, Goel R, McCreadie RG, Murray RM, 2001 Incidence of schizophrenia in ethnic minorities in London: ecological study into interactions with the environment. B.M.J., 323(7325), 1336–1338.
Braff DL, Geyer MA, Swerdlow NR, 2001 Human studies of prepulse inhibition of startle: normal subjects, patient groups, and pharmacological studies. Psychopharmacology (Berl), 156:234–58.
Braff DL, Light GA, 2004 Preattentional and attentional cognitive deficits as targets for treating schizophrenia. Psychopharmacology, V174 (1), 75.
Branchek TA, Gustafson EL, Durkin MM, Bard JA, Weinshank RL, 1994 Autoradiographic localization of 5-HT7 and its mRNA in rats CNS by radioligand binding and in situ hybridization histochemistry. Br J Pharmacol, 112 (Suppl):100P.
Brown A, Carlyle I, Clark J, Hamilton W, Gibson S, McGarry G, McEachen S, Rae D, Thorn S, Walker G, 2001 Discovery and SAR of org 24598—a selective glycine uptake inhibitor. Bioorg Med Chem Lett., 11:2007–2009.
Bruijnzeel D, Yazdanpanah M, Suryadevara U, Tandon R, 2015 Lurasidone in the treatment of schizophrenia: a critical evaluation. Expert Opin Pharmacother., 16(10):1559-65.
81
Carlsson A, Lindqvist M, 1963 Effect of chlorpromazine or haloperidol on the formation of 3-methoxytyramine and normetanephrine in mouse brain. Acta Pharmacol., 20:140–144.
Carlsson A, Lindqvist M, Magnusson T, 1957 3,4-Dihydroxyphenylalanine and 5-hydroxytryptophan as reserpine antagonists. Nature, 180:1200.
Carlsson A, Waters N, Carlsson ML, 1999 Neurotransmitter interactions in schizophrenia-therapeutic implications. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci., 249 Suppl 4:37-43.
Carlsson M, Carlsson A, 1990 Interactions between glutamatergic and monoaminergic systems within the basal gangliaimplications for schizophrenia and Parkinson's disease. Trends Neurosci., 13(7):272-6. Review.
Carlsson ML, 1995 The selective 5-HT2A receptor antagonist MDL 100,907 counteracts the psychomotor stimulation ensuing manipulations with monoaminergic, glutamatergic or muscarinic neurotransmission in the mouse--implications for psychosis. J Neural Transm Gen Sect., 100(3):225-37.
Carpenter WT Jr, 1996 The treatment of negative symptoms: pharmacological and methodological issues. Br J Psychiatry Suppl., (29):17-22.
82
Cheng Y, Prusoff WH, 1973 Relationship between the inhibition constant (K1) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction. Biochem Pharmacol., 22(23):3099-108.
Chubb JE, Bradshaw DC, Soares DJ, Porteous DJ, Millar JK, 2008 The DISC locus in psychiatric illness. Mol. Psychiatry, 13(1), 36–64.
Cooper C, Morgan C, Byrne M, Dazzan P, Morgan K, Hutchinson G, Doody GA, Harrison G, Leff J, Jones P, Ismail K, Murray R, Bebbington P, Fearon P, 2008 Perceptions of disadvantage, ethnicity and psychosis. Br. J. Psychiatry, 192(3), 185–190.
Cooper JR, Bloom FB, Roth RH, 1996 The biochemical basis of neuropharmacology. New York, Oxford University Seventh Edition
Cornea-Hébert V1, Riad M, Wu C, Singh SK, Descarries L, 1999 Cellular and subcellular distribution of the serotonin 5-HT2A receptor in the central nervous system of adult rat. J Comp Neurol., 409(2):187-209.
Costall B, Naylor RJ, Nohria V, 1978 Climbing behaviour induced by apomorphine in mice: a potential model for the detection of neuroleptic activity. Eur J Pharmacol., 1;50(1):39-50.
Coull JT, Frith CD, Dolan RJ, Frackowiak RS, Grasby PM, 1997 The neural correlates of the noradrenergic modulation of human attention, arousal and learning. Eur J Neurosci., 9(3):589-98. 83
Coyle JT, 1996 The glutamatergic dysfunction hypothesis for schizophrenia. Harv Rev Psychiatry, 3(5):241-53. Review.
Creese I, Stewart K, Snyder SH, 1979 Species variation in dopamine receptor binding. Eur J Pharmacol., 60, 55-66.
Crow TJ, 1985 The Two-Syndrome Concept: Origins and Current Status. Schizophrenia Bulletin, Vol 11, No. 3.
Cubelos B, Gimenez C, Zafra F, 2005 Localization of the GlyT1 glycine transporter at glutamatergic synapses in the rat brain. Cereb Cortex, 15:448–459.
Cuthbert BN, Insel TR, 2010 Toward new approaches to psychotic disorders: the NIMH Research Domain Criteria project. Schizophr. Bull., 36 (6), 1061–1062.
Dahlström A, Fuxe K, 1964 Localization of monoamines in the lower brain stem. Experientia., 20:398-9.
Davis KL, Kahn RS, Ko G, Davidson M, 1991 Dopamine in Schizophrenia: A Review and Reconceptualization. Am J Psychiatry, 148:1474-1486.
84
De Bartolomeis A, Fiore G, Iasevoli F, 2005 Dopamine-glutamate interaction and antipsychotics mechanism of action: implication for new pharmacological strategies in psychosis. Curr Pharm Des., 11:3561–3594.
Delay J, Deniker P, Harl JM, 1952 Therapeutic use in psychiatry of phenothiazine of central elective action (4560 RP). Ann Med Psychol (Paris)., 110:112–117.
DeLisi LE, Friedrich U, Wahlstrom J, Boccio-Smith A, Forsman A, Eklund K, Crow TJ, 1994 Schizophrenia and sex chromosome anomalies. Schizophr. Bull., 20(3), 495–505.
Dingledine R, Kleckner NW, McBain CJ, 1990 The glycine coagonist site of the NMDA receptor. Adv Exp Med Biol., 268:17–26.
Drescher KU, Jongen-Relo Al, Behl B, Gross G, Schoemaker H, 2006 Comparison of the GlyT1 inhibitor Org-24461 with aripiprazole and risperidone in PCP-induced neurochemical and behavioral changes. In: Proceedings of 11th international conf in vivo Methods, 456–458.
Duan J, Martinez M, Sanders AR, Hou C, Burrell GJ, Krasner AJ, Schwartz DB, Gejman PV, 2007 DTNBP1 and schizophrenia: association evidence in the 3’end of the gene. Hum. Hered., 64(2), 97–106.
Enomoto T, Ishibashi T, Tokuda K, Ishiyama T, Toma S, Ito A, 2008 Lurasidone reverses MK-801-induced impairment of learning and memory in the Morris water maze and radial-arm maze tests in rats. Behav Brain Res., 186(2):197-207. 85
Fischer BA, Carpenter Jr WT, 2009 Will the Kraepelinian dichotomy survive DSMV? Neuropsychopharmacol., 34 (9), 2081–2087.
Foster HD, Hoffer A, 2004 The two faces of L-DOPA: benefits and adverse side effects in the treatment of Encephalitis lethargica, Parkinson's disease, multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis. Med Hypotheses., 62(2):177-81.
Franowicz JS, Kessler LE, Borja CM, Kobilka BK, Limbird LE, Arnsten AF, 2002 Mutation of the alpha2A-adrenoceptor impairs working memory performance and annuls cognitive enhancement by guanfacine. J. Neurosci., 22, 8771-8777.
Gabrovska VS, Laws KR, Sinclair J, McKenna PJ, 2003 Visual object processing in schizophrenia: evidence for an associative agnosic deficit. Schizophr Res., 1;59(2-3):277-86.
Gacsályi I, Nagy K, Pallagi K, Lévay G, Hársing LG Jr, Móricz K, Kertész S, Varga P, Haller J, Gigler G, Szénási G, Barkóczy J, Bíró J, Spedding M, Antoni FA, 2013 Egis-11150: a candidate antipsychotic compound with procognitive efficacy in rodents. Neuropharmacology, 64:254-63.
Galici R, Boggs JD, Miller KL, Bonaventure P, Atack JR, 2008 Effects of SB-269970, a 5-HT7 receptor antagonist, in mouse models predictive of antipsychoticlike activity. Behav Pharmacol., 19(2):153-9.
Gerber PE, Lynd LD, 1998 Selective serotonin-reuptake inhibitor-induced movement disorders. Ann Pharmacother., 32(6):692-8. 86
Geyer MA, Ellenbroek B, 2003 Animal behavior models of the mechanisms underlying antipsychotic atypicality. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 27(7):1071-9.
Geyer MA, Krebs-Thomson K, Braff DL, Swerdlow NR, 2001 Pharmacological studies of prepulse inhibition models of sensorimotor gating deficits in schizophrenia: a decade in review. Psychopharmacology, 156:117–154.
Goldman–Rakic PS, 1999 The relevance of dopamine–d1 receptor in the cognitive symptoms of schizophrenia. Neuropsychopharmacology, 21:S170–S180.
Goldman–Rakic PS, Castner SA, Svensson TH, Siever LJ, Williams GV, 2004 Targeting the dopamine D1 receptor in schizophrenia: insights for cognitive dysfunction. Psychopharmacology (Berl)., 174(1):3–16.
Goldman-Rakic PS, Selemon LD, 1997 Functional and anatomical aspects of prefrontal pathology in schizophrenia. Schizophrenia Bulletin, 23:437-58.
Grandy DK, Marchionni MA, Makam H, Stofko RE, Alfano M, Frothingham L, Fischer JB, Burke-Howie KJ, Bunzow JR, Server AC, Civelli O, 1989 Cloning of the cDNA and gene for a human D2 dopamine receptor. Proc Natl Acad Sci., USA 86(24), 9762-9766.
Gray JA, Roth BL, 2007 Molecular Targets for Treating Cognitive Dysfunction in Schizophrenia. Schizophrenia Bulletin, 33(5); 1100-1119.
87
Grayson B, Idris NF, Neill JC, 2007 Atypical antipsychotics attenuate a sub-chronic PCP-induced cognitive deficit in the novel object recognition task in the rat. Behav Brain Res., 184(1):31-8.
Greengrass P, Bremner R, 1979 Binding characteristics of 3H-prazosin to rat brain alpha-adrenergic receptors. Eur J Pharmacol., 55, 323-326.
Grimm JW, See RE, 1998 Unique activation of extracellular striato-pallidal neurotransmitters in rats following acute risperidone. Brain Res., 801(1-2):182-9.
Gustafson EL, Durkin MA, Bard JA, Zgombick J, Branchek TA, 1996 A receptor autoradiographic and in situ hybridization analysis of the distribution of the 5-HT7 receptor in rat brain. Br J Pharmacol., 117:657–666.
Hall H, Sedvall G, Magnusson O, Kopp J, Halldin C, Farde L, 1994 Distribution of D1- and D2-dopamine receptors, and dopamine and its metabolites in the human brain. Neuropsychopharmacology, 11(4):245-56.
Hanninen K, Katila H, Saarela M, Rontu R, Mattila KM, Fan M, Hurme M, Lehtimäki T, 2008 Interleukin-1 beta gene polymorphism and its interactions with neuroregulin-1 gene polymorphism are associated with schizophrenia. Eur. Arch. Psychiatry Clin. Neurosci., 258(1), 10–15.
88
Harrison G, 2004 Trajectories of psychosis: towards a new social biology of schizophrenia. Epidemiol. Psichiatr. Soc., 13, 152–157.
Harsing LG Jr., Gacsalyi I, Szabo G, Schmidt E, Sziray N, Sebban C, Tesolin-Decros B, Matyus P, Egyed A, Spedding M, Levay Gy, 2003 The glycine transporter-1 inhibitors NFPS and Org 24461: a pharmacological study. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 74, 81 1-825.
Harsing LG Jr, Vizi ES, 1991 Alpha-2 adrenoceptors are not involved in the regulation of striatal glutamate release: comparison to dopaminergic inhibition. J Neurosci Res., 28:376–381.
Harsing LG Jr, Zigmond MJ, 1997 Influence of dopamine on GABA release in striatum: evidence for D1–D2 interactions and nonsynaptic influences. Neuroscience, 77:419–429.
Harvey PD, Siu CO, Ogasa M, Loebel A, 2015 Effect of lurasidone dose on cognition in patients with schizophrenia: Post-hoc analysis of a longterm, double-blind continuation study. Schizophr Res., pii: S0920-9964(15)00323-0.
Hashimoto K, Fujita Y, Ishima T, Chaki S, Iyo M, 2008 Phencyclidine-induced cognitive deficits in mice are improved by subsequent subchronic administration of the glycine transporter-1 inhibitor NFPS and D-serine. European Neuropsychopharmacology, 18, 414–421.
89
Hashimoto K, Fujita Y, Shimizu E, Iyo M, 2005 Phencyclidine-induced cognitive deficits in mice are improved by subsequent subchronic administration of clozapine, but not haloperidol. Eur J Pharmacol., 519(1-2):114-7.
Heckers S, 2011 Bleuler and the neurobiology of schizophrenia. Schizophrenia Bulletin, 37(6), 1131–1135.
Heckers S, Barch DM, Bustillo J, Gaebel W, Gur R, Malaspina D, Owen MJ, Schultz S, Tandon R, Tsuang M, Van Os J, Carpenter W, 2013 Structure of the psychotic disorders classification in DSM 5. Schizophrenia Research, 150(1):11-4.
Herdon HJ, Godfrey FM, Brown AM, Coulton S, Evans JR, Cairns WJ, 2001 Pharmacological assessment of the role of glycine transporter GlyT-1 in mediating high affinity glycine uptake by rat cerebral cortex and cerebellum synaptosomes. Neuropharmacology, 41:88–96.
Hertel P, Mathé JM, Nomikos GG, Iurlo M, Mathé AA, Svensson TH, 1995 Effects of D-amphetamine and phencyclidine on behavior and extracellular concentrations of neurotensin and dopamine in the ventral striatum and the medial prefrontal cortex of the rat. Behav Brain Res., 72(1-2):103-14.
Hertel P, Nomikos GG, Iurlo M, Svensson TH, 1996 Risperidone: regional effects in vivo on release and metabolism of dopamine and serotonin in the rat brain. Psychopharmacology (Berl)., 124(1-2):74-86.
90
Hirsch SR, Das I, Garey LJ, de Belleroche J, 1997 A pivotal role for glutamate in the pathogenesis of schizophrenia, and its cognitive dysfunction. Pharmacol Biochem Behav., 56(4):797-802. Review.
Howes OD, Kapur S, 2009 The Dopamine Hypothesis of Schizophrenia: Version III – The Final Common Pathway. Shizophrenia Bulletin, 35(3); 549-562.
Hoyer D, Clarke DE, Fozard JR, Hartig PR, Martin GR, Mylecharane EJ, Saxena PR, Humphrey PP, 1994 International Union of Pharmacology classification of receptors for 5-hydroxytryptamine (Serotonin). Pharmacol Rev., 46(2):157-203. Review.
Insel TR, 2010 Rethinking schizophrenia. Nature, 468 (7321), 187–193.
Ishibashi T, Horisawa T, Tokuda K, Ishiyama T, Ogasa M, Tagashira R, Matsumoto K, Nishikawa H, Ueda Y, Toma S, Oki H, Tanno N, Saji I, Ito A, Ohno Y, Nakamura M, 2010 Pharmacological profile of lurasidone, a novel antipsychotic agent with potent 5hydroxytryptamine 7 (5-HT7) and 5-HT1A receptor activity. J Pharmacol Exp Ther., 334(1):171-81.
Janssen PA, Niemegeers CJ, Schellekens KH, 1965 Is it possible to predict the clinical effects of neuroleptic drugs (major tranquillizers) from animal data? I. "Neuroleptic activity spectra" for rats. Arzneimittelforschung, 15:104-17.
91
Javitt DC, 2004 Glutamate as a therapeutic target in psychiatric disorders. Mol Psychiatry, 9:984–997, 979.
Javitt DC, 2007 Glutamate and schizophrenia: phencyclidine, N-methyl-D-aspartate receptors, and dopamineglutamate interactions. Int Rev Neurobiol., 78:69–108.
Javitt DC, Balla A, Burch S, Suckow R, Xie S and Sershen H, 2004 Reversal of Phencyclidine-Induced Dopaminergic Dysregulation by N-Methyl-D-Aspartate Receptor/Glycine-site Agonists. Neuropsychopharmacology, 29, 300–307.
Javitt DC, Duncan L, Balla A, Sershen H, 2005 Inhibition of System A-mediated glycine transport in cortical synaptosomes by therapeutic concentrations of clozapine: implications for mechanisms of action. Mol Psychiatry, 10:275–287.
Javitt DC, Frusciante M, 1997 Glycyldodecylamide, a phencyclidine behavioral antagonist, blocks cortical glycine uptake: implications for schizophrenia and substance abuse. Psychopharmacology (Berl), 129: 96–98.
Javitt DC, Hashim A, Sershen H, 2005 Modulation of striatal dopamine release by glycine transport inhibitors. Neuropsychopharmacology, 30(4):649-56.
92
Javitt DC, Jotkowitz A, Sircar R, Zukin SR, 1987 Non-competitive regulation of phencyclidine/sigma-receptors by the N-methyl-Daspartate receptor antagonist D-(-)-2-amino-5-phosphonovaleric acid. Neurosci Lett., 78: 193–198.
Javitt DC, Sershen H, Hashim A, Lajtha A, 1997 Reversal of phencyclidine-induced hyperactivity by glycine and the glycine uptake inhibitor glycyldodecylamide. Neuropsychopharmacology, 17: 202–204.
Javitt DC, Zukin SR, 1991 Recent advances in the phencyclidine model of schizophrenia. Am J Psychiatry, 148(10):1301-8. Review.
Johnson KW, Clemens-Smith A, Nomikos G, Davis R, Phebus L, Shannon H, Love P, Perry K, Katner J, Bymaster F, Yu H, Hoffman BJ, 2003 In vivo characterization of changes in glycinev levels induced by GlyT1 inhibitors. Ann NY Acad Sci., 1003:412–414.
Kane J, Honigfeld G, Singer J, Meltzer H, 1988 Clozapine for the treatment-resistant schizophrenic. Arch Gen Psychiatry, 45 (9):780–96.
Kane JM, Gunduz H, Malhortra AK, 2001 Second generation antipsychotics in the treatment of schizophrenia: clozapine. In: Breier A, Tran PV, Herrera JM, Tollefson GD, Bymaster FP (eds). Current Issues in the Psychopharmacology of Schizophrenia. Lippincott Williams & Wilkins Healthcare: Philadelphia, 209–223.
93
Kapur S, Mamo D, 2003 Half a century of antipsychotics and still a central role for dopamine D2 receptors. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 27:1081–1090.
Karasawa J-I, Hashimoto K, Chaki S, 2008 MK-801+NFPS: d-Serine and a glycine transporter inhibitor improve MK-801-induced cognitive deficits in a novel object recognition test in rats. Behavioural Brain Research, 186, 78–83.
Karlsson P, Farde L, Halldin C, Sedvall G, 2002 PET study of D(1) dopamine receptor binding in neuroleptic-naïve patients with schizophrenia. Am J Psychiatry, 159:761–767.
Kasper S, Tauscher J, Küfferle B, Barnas C, Pezawas L, Quiner S, 1999 Dopamine- and serotonin-receptors in schizophrenia: results of imaging-studies and implications for pharmacotherapy in schizophrenia. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci., 249 Suppl 4:83-9. Review.
Keefe RS, Silva SG, Perkins DO, Lieberman JA, 1999 The effects of atypical antipsychotic drugs on neurocognitive impairment in schizophrenia: a review and meta-analysis. Schizophr Bull., 25(2):201-22.
Kegeles LS, Abi-Dargham A, Zea-Ponce Y, Rodenhiser-Hill J, Mann JJ, Van Heertum RL, Cooper TB, Carlsson A, Laruelle M, 2000 Modulation of amphetamine induced striatal dopamine release by ketamine in humans: implications for schizophrenia. Biol Psychiatry, 48(7): 627–640.
94
Kestler LP, Walker E, Vega EM, 2001 Dopamine receptors in the brains of schizophrenia patients: a meta-analysis of the findings. Behav Pharmacol., 12:355–371.
Khan ZU, Gutiérrez A, Martín R, Peñafiel A, Rivera A, de la Calle A, 2000 Dopamine D5 receptors of rat and human brain. Neuroscience, 100:689-99.
Khashan AS, Abel KM, McNamee R, Pedersen MG, Webb RT, Baker PN, Kenny LC, Mortensen PB, 2008 Higher risk of offspring schizophrenia following antenatal exposure to serious adverse life events. Arch. Gen. Psychiatry 65(2), 146–152.
Kinney GG, Sur C, Burno M, Mallorga PJ, Williams JB, Figueroa DJ, Wittmann M, Lemaire W, Conn PJ, 2003 The
Glycine
Transporter
Type
1
Inhibitor
N-[3-(4’-Fluorophenyl)-3-(4’-
Phenylphenoxy)Propyl]Sarcosine Potentiates NMDA Receptor-Mediated Responses In Vivo and Produces an Antipsychotic Profile in Rodent Behavior. The Journal of Neuroscience, 23(20):7586 –7591.
Kline NS, 1954 Use of Rauwolfia Serpentina Benth in neuropsychiatric conditions. Ann N Y Acad Sci., 59:107–32.
Koek W, Woods JH, Winger GD, 1988 MK-801, a proposed noncompetitive antagonist of excitatory amino acid neurotransmission, produces phencyclidine-like behavioral effects in pigeons, rats and rhesus monkeys. J Pharmacol Exp Ther., 245(3):969-74.
95
Koenig JI, Elmer GI, Shepard PD, Lee PR, Mayo C, Joy B, Hercher E, Brady DL, 2005 Prenatal
exposure
to
a
repeated
variable
stress
paradigm
elicits
behavioral
and
neuroendocrinological changes in the adult offspring: potential relevance to schizophrenia. Behav. Brain Res., 156(2), 251–261.
Krystal JH, D'Souza DC, Petrakis IL, Belger A, Berman RM, Charney DS, Abi-Saab W, Madonick S, 1999 NMDA agonists and antagonists as probes of glutamatergic dysfunction and pharmacotherapies in neuropsychiatric disorders. Harv Rev Psychiatry., 7(3):125-43. Review.
Laruelle M, 1998 Imaging dopamine transmission in schizophrenia. A review and meta-analysis. Q J Nucl Med., 42:211–221.
Laruelle M, Abi-Dargham A, van Dyck CH, Gil R, D'Souza CD, Erdos J, McCance E, Rosenblatt W, Fingado C, Zoghbi SS, Baldwin RM, Seibyl JP, Krystal JH, Charney DS, Innis RB, 1996 Single photon emission computerized tomography imaging of amphetamine-induced dopamine release in drug-free schizophrenic subjects. Proc Natl Acad Sci USA., 93(17):9235–9240.
Lewandowski KE, 2007 Relationship of catechol-O-methyltransferase to schizophrenia and its correlates: evidence for associations and complex interactions. Harv. Rev. Psychiatry, 15, 233–244.
Leysen JE, Niemegeers CJE, Van Nueten JM, Laduron PM, 1982 3H-ketanserin (R41468), a selective 3H-ligand for serotonin2 receptor binding sites. Mol Pharmacol., 21:301–314.
96
Li D, He L, 2007 Association study between the dystrobrevin binding protein 1 gene (DTNBP1) and schizophrenia: a metaanalysis. Schizophr. Res., 96, 112–118.
Lieberman JA, Kane JM, Alvir J, 1987 Provocative tests with psychostimulant drugs in schizophrenia. Psychopharmacology (Berl)., 91:415–433.
Lieberman JA, Stroup TS, McEvoy JP, Swartz MS, Rosenheck RA, Perkins DO, Keefe RS, Davis SM, Davis CE, Lebowitz BD, Severe J, Hsiao JK, 2005 Effectiveness of antipsychotic drugs in patients with chronic schizophrenia. N Engl J Med., 353:1209–1223.
Lindsley CW, Zhao Z, Leister WH, O’Brien JA, Lemaire W, Williams DL Jr, Chen T-B, Chang RSL, Burno M, Jacobson MA, Sur C, Kinney GG, Pettibone DJ, Tiller PR, Smith S, Rsou NN, Duggan ME, Conn PJ, Hartman GD, 2006 Design, synthesis and in vivo efficacy of novel glycine transporter-1 (GlyT1) inhibitors derived from a series of [4-phenyl-1-(propylsulfonyl)piperidin-4-yl]-methyl benzamides. Chem Med Chem., 1:807–811.
Lindström LH, Gefvert O, Hagberg G, Lundberg T, Bergström M, Hartvig P, Långström B, 1999 Increased dopamine synthesis rate in medial prefrontal cortex and striatum in schizophrenia indicated by L-(beta-11C) DOPA and PET. Biol Psychiatry, 46(5):681-8.
Lipska BK, Jaskiw GE, Weinberger DR, 1993 Postpubertal emergence of hyperresponsiveness to stress and to amphetamine after neonatal excitotoxic hippocampal damage: a potential animal model of schizophrenia. Neuropsychopharmacology, 9, 67–75. 97
Litchfield JT Jr, Wilcoxon F, 1949 A simplified method of evaluating dose-effect experiments. J Pharmacol Exp Ther., 96(2):99-113.
Lopez-Corcuera B, Geerlings A, Aragon C, 2001 Glycine neurotransmitter transporters: an update. Mol Membr Biol., 18:13–20.
López-Muñoz F, Alamo C, Cuenca E, Shen WW, Clervoy P, Rubio G, 2005 History of the discovery and clinical introduction of chlorpromazine. Ann Clin Psychiatry., 17(3):113-35.
Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall NJ, 1951 Protein measurement with pholin phenol reagent. J Biol Chem., 193:265–275
MacIntyre DJ, Blackwood DH, Porteous DJ, Pickard BS, Muir WJ, 2003 Chromosomal abnormalities and mental illness. Mol. Psychiatry, 8(3), 275–287.
MacKenzie RG, VanLeeuwen D, Pugsley TA, Shih YH, Demattos S, Tang L, Todd RD, O'Malley KL, 1994 Characterization of the human dopamine D3 receptor expressed in transfected cell lines. Eur J Pharmacol., 266(1), 79-85.
98
Maki P, Veijola J, Jones PB, Murray GK, Koponen H, Tienari P, Miettunen J, Tanskanen P, Wahlberg KE, Koskinen J, Lauronen E, Isohanni M, 2005 Predictors of schizophrenia — a review. Br. Med. Bull., 73-74: 1–15.
Mansbach RS, Geyer MA, 1989 Effects of phencyclidine and phencyclidine biologs on sensorimotor gating in the rat. Neuropsychopharmacology, 2(4):299-308.
Marcus MM, Jardemark KE, Wadenberg ML, Langlois X, Hertel P, Svensson TH, 2005 Combined alpha2 and D2/3 receptor blockade enhances cortical glutamatergic transmission and reverses cognitive impairment in the rat. Int. J. Neuropsychopharmacol., 8, 315-327.
Marcus MM, Wiker C, Franberg O, Konradsson-Geuken A, Langlois X, Jardemark K, Svensson TH, 2010 Adjunctive alpha2-adrenoceptor blockade enhances the antipsychotic-like effect of risperidone and facilitates cortical dopaminergic and glutamatergic, NMDA receptor-mediated transmission. Int. J. Neuropsychopharmacol., 13, 891-903.
McGrath J, Saha S, Welham J, El Saadi O, MacCauley C, Chant D, 2004 A systematic review of the incidence of schizophrenia. B.M.C. Med., 2:13.
Meador-Woodruff JH, Mansour A, Grandy DK, Damask SP, Civelli O, Watson SJ, 1992 Distribution of D5 dopamine receptor mRNA in rat brain. Neurosci Lett., 145:209-12.
Mednick SA, Machon RA, Huttunen MO, Bonett D, 1988 Adult schizophrenia following exposure to an influenza epidemic. Arch. Gen. Psychiatry, 45, 189–192. 99
Meltzer H, 1992 Treatment of the neuroleptic-nonresponsive schizophrenic patient. Schizophr Bull., 18:515–42.
Meltzer HY, Matsubara S, Lee JC, 1989 Classification of typical and atypical antipsychotic drugs on the basis of dopamine D1, D2 and Serotonin2 pKi values. J Pharmacol Exp Ther., 251:238–246.
Meltzer HY, McGurk SR, 1999 The Effects of Clozapine, Risperidone, and Olanzapine on Cognitive Function in Schizophrenia, Schizophrenia Bulletin, 25(2): 233-256.
Meltzer HY, Sumiyoshi T, 2003 Atypical antipsychotic drugs improve cognition in schizophrenia. Biol Psychiatry, 53: 265–267.
Metzger RR, Brown JM, Sandoval V, Rau KS, Elwan MA, Miller GW, Hanson GR, Fleckenstein AE, 2002 Inhibitory effect of reserpine on dopamine transporter function. Eur J Pharmacol., 456(1-3):39-43.
Miller DW, Abercrombie ED, 1996 Effects of MK-801 on spontaneous and amphetamine-stimulated dopamine release in striatum measured with in vivo microdialysis in awake rats. Brain Res Bull., 40: 57–62.
Mishara AL, Goldberg TE, 2004 A meta-analysis and critical review of the effects of conventional neuroleptic treatment on cognition in schizophrenia: opening a closed book. Biol Psychiatry, 55(10):1013-22. Review. 100
Missale C, Nash SR, Robinson SW, Jaber M, Caron MG, 1998 Dopamine receptors: from structure to function. Physiol Rev., 78:189-225.
Miyamoto S, Duncan GE, Goff DC, Lieberman JA, 2002 Therapeutics of schizophrenia. In: Davis KL, Charney D, Coyle JT, Nemeroff C (eds). Neuropsychopharmacology: The Fifth Generation of Progress. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 775–807.
Miyamoto S, Duncan GE, Marx CE, Lieberman JA, 2005 Treatments for schizophrenia: a critical review of pharmacology and mechanisms of action of antipsychotic drugs. Molecular Psychiatry, 10, 79–104.
Miyamoto S, Stroup TS, Duncan GE, Aoba A, Lieberman JA, 2003 Acute pharmacologic treatment of schizophrenia. In: Hirsch SR, Weinberger DR (eds). Schizophrenia, 2nd edition, Blackwell Science, Oxford, 442–473.
Miyamoto Y, Yamada K, Noda Y, Mori H, Mishina M, Nabeshima T, 2001 Hyperfunction of dopaminergic and serotonergic neuronal systems in mice lacking the NMDA receptor epsilon1 subunit. J Neurosci., 21: 750–757.
Moghaddam B, Adams B, Verma A, Daly D, 1997 Activation of glutamatergic neurotransmission by ketamine: a novel step in the pathway from NMDA receptor blockade to dopaminergic and cognitive disruptions associated with the prefrontal cortex. J Neurosci., 15;17(8):2921-7.
101
Moghaddam B, Jackson ME, 2003 Glutamatergic animal models of schizophrenia. Ann N Y Acad Sci., 1003:131-7.
Moore NC, Gershon S, 1989 Which atypical antipsychotics are identified by screening tests? Clin Neuropharmacol., 12(3):167-84.
Morpurgo C, 1962 Effects of antiparkinson drugs on a phenothiazine-induced catatonic reaction. Arch Int Pharmacodyn Ther., 1;137:84-90.
Munafo MR, Atwood AS, Flint J, 2008 Neuregulin 1 genotype and schizophrenia. Schizophr. Bull., 34, 9–12.
Nagy K, Marko B, Zsilla G, Matyus P, Pallagi K, Szabo G, Juranyi Z, Barkoczy J, Levay G, Harsing LG Jr, 2010 Alterations in brain extracellular dopamine and glycine levels following combined administration of the glycine transporter type-1 inhibitor Org-24461 and risperidone. Neurochem Res., 35(12):2096-106.
Nicodemus KK, Kolachana BS, Vakkalanka, R, Straub RE, Giegling I, Egan MF, Rujescu D, Weinberger DR, 2007 Evidence for statistical epistasis between
catechol-O-methyltransferase (COMT)
polymorphisms in RGS4, G72, GRM3, and DISC1: influence on risk of schizophrenia. Hum. Genet., 120(6), 889–906.
Nuechterlein KH, Barch DM, Gold JM, Goldberg TE, Green MF, Heaton RK, 2004 Identification of separable cognitive factors in schizophrenia. Schizophr Res., 72(1):29-39. Review. 102
and
Olney JW, Newcomer JW, Farber NB, 1999 NMDA receptor hypofunction model of schizophrenia. J Psychiatr Res., 33(6):523-33. Review.
Orsetti M, Colella L, Dellarole A, Canonico PL, Ghi P, 2007 Modification of spatial recognition memory and object discrimination after chronic administration of haloperidol, amitriptyline, sodium valproate or olanzapine in normal and anhedonic rats. Int J Neuropsychopharmacol., 10(3):345-57.
Paxinos G, Watson C, 1998 The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. New York, Academic Press
Pazos A, Hoyer D, Palacios JM, 1984 The binding of serotonergic ligands to the pocine chorioid plexus: characterization of a new type of serotonin recognition site. Eur J Pharmacol., 106:539–546.
Peroutka SJ, 1986 Pharmacological differentiation and characterization of 5-HT1A, 5-HT1B and 5-HT1C binding sites in rat frontal cortex. J Neurochem., 47(2):529-40.
Perry KW, Falcone JF, Fell MJ, Ryder JW, Yu H, Love PL, Katner J, Gordon KD, Wade MR, Man T, Nomikos GG, Phebus LA, Cauvin AJ, Johnson KW, Jones CK, Hoffmann BJ, Sandusky GE, Walter MW, Porter WJ, Yang L, Merchant KM, Shannon HE, Svensson KA, 2008 Neurochemical and behavioral profiling of the selective GlyT1 inhibitors ALX5407 and LY2365109 indicate a preferential action in caudal vs cortical brain areas. Neuropharmacology, 55:743–754.
103
Pompeiano M, Palacios JM, Mengod G, 1994 Distribution of the serotonin 5-HT2 receptor family mRNAs: comparison between 5-HT2A and 5-HT2C receptors. Brain Res Mol Brain Res., 23(1-2):163-78.
Pouzet B, 2002 SB-258741: a 5-HT7 receptor antagonist of potential clinical interest. CNS Drug Rev., 8(1):90-100. Review.
Puig MV and Miller EK, 2012 The Role of Prefrontal Dopamine D1 Receptors in the Neural Mechanisms of Associative Learning. Neuron, 74, 874–886.
Raiteri L, Stigliani S, Siri A, Passalacqua M, Melloni E, Raiteri M, Bonanno G, 2005 Glycin taken up through GLYT1 and GLYT2 heterotransporters into glutamatergic axon terminals of mouse spinal cord elicits release of glutamate by homotransporter reversal and through anion channels. Biochem Pharmacol., 69:159–168.
Rang H, Dale M, Ritter JM, Moore PK, 2003 Pharmacology. Churchill Livingstone, London, New York, Oxford, Fifth Edition
Reader TA, Briere R, Grondin L, 1987 Alpha-1 and alpha-2 adrenoceptor binding in cerebral cortex: competition studies with [3H]prazosin and [3H]idazoxan. J Neural Transm., 68, 79-95.
104
Regier DA, NarrowWE, Clarke DE, Kraemer HC, Kuramoto SJ, Kuhl EA, Kupfer DJ, 2013 DSM-5 field trials in the United States and Canada, Part II: test-retest reliability of selected categorical diagnoses. Provides results of how reliabilty clincians diagnose DSM-5 disorders. Am J Psychiatry, 170(1):59–70.
Reynolds IJ, Miller RJ, 1990 Allosteric modulation of N-methyl-Daspartate receptors. Adv Pharmacol., 21: 101–126.
Robinson DG, Woerner MG, McMenima M, Mendelowitz A, Bilder RM, 2004 Symptomatic and functional recovery from a first episode of schizophrenia or schizoaffective disorder. Am. J. Psychiatry, 161, 473-479.
Roth BL, Craigo SC, Choudhary MS, Uluer A, Monsma FJ Jr, Shen Y, Meltzer HY, Sibley DR, 1994 Binding of typical and atypical antipsychotic agents to 5-hydroxytryptamine-6 and 5hydroxytriptamine-7 receptors. J Pharmacol Exp Ther., 268(3):1403–1410.
Rowley HL, Martin KF, Marsden CA, 1995 Determination of in vivo amino acid neurotransmitters by high-performance liquid chromatography with o-phthaldialdehyde-sulphite derivatisation. J Neurosci Methods, 57:93–99.
Sallinen J, Haapalinna A, Viitamaa T, Kobilka BK, Scheinin M, 1998 Adrenergic alpha2C-receptors modulate the acoustic startle reflex, prepulse inhibition, and aggression in mice. J. Neurosci., 18, 3035-3042. 105
Sallinen J, Hoglund I, Engstrom M, Lehtimaki J, Virtanen R, Sirvio J, Wurster S, Savola JM, Haapalinna A, 2007 Pharmacological characterization and CNS effects of a novel highly selective alpha2Cadrenoceptor antagonist JP-1302. Br. J. Pharmacol., 150, 391-402.
Schotte A, Janssen PF, Gommeren W, Luyten WH, Van Gompel P, Lesage AS, De Loore K, Leysen JE, 1996 Risperidone compared with new and reference antipsychotic drugs: in vitro and in vivo receptor binding. Psychopharmacology (Berl), 124(1-2): 57-73.
Schwab SG, Plummer C, Albus M, Borrmann-Hassenbach M, Lerer B, Trixler M, Maier W, Wildenauer DB, 2008 DNA sequence variants in the metabotropic glutamate receptor 3 and risk to schizophrenia: an association study. Psychiatr. Genet., 18(1), 25–30.
Silver H, 2004 Selective serotonin re-uptake inhibitor augmentation in the treatment of negative symptoms of schizophrenia. Expert Opin Pharmacother., 5(10):2053-8. Review.
Simpson EH, Kellendonk C, Kandel E, 2010 A Possible Role for the Striatum in the Pathogenesis of the Cognitive Symptoms of Schizophrenia. Neuron, 65(5), 585–596.
Smith KE, Borden LA, Hartig PR, Branchek T, Weinshank RL, 1992 Cloning and expression of a glycine transporter reveal colocalization with NMDA receptors. Neuron, 8:927–935. 106
Spano PF, Govoni S, Trabucchi M, 1978 Studies on the pharmacological properties of dopamine receptors in various areas of the central nervous system. Adv Biochem Psychopharmacol., 19:155-65.
Spedding M, Mailliet F, Jay TM, Tesolin-Ducros B, Sebban C, Gacsalyi I, Levay G, Blasko G, Barkoczy J, Harsing L, 2007 S 36549 (EGIS 11150) prevents stress-induced impairment of synaptic plasticity. Schizophr. Bull., 33, 479.
Stanwood GD, Artymyshyn RP, Kung MP, Kung HF, Lucki I, McGonigle P, 2000 Quantitative autoradiographic mapping of rat brain dopamine D3 binding with [(125)I]7-OHPIPAT: evidence for the presence of D3 receptors on dopaminergic and nondopaminergic cell bodies and terminals. J Pharmacol Exp Ther., 295: 1223-31.
St Clair D, Xu M, Wang P, Yu Y, Fang Y, Zhang F, Zheng X, Gu N, Feng G, Sham P, He L, 2005 Rates of adult schizophrenia following prenatal exposure to the Chinese famine of 1959–61. J.A.M.A., 294(5), 557–562.
Steinpreis RE, 1996 The behavioral and neurochemical effects of phencyclidine in humans and animals: some implications for modeling psychosis. Behav Brain Res., 74(1-2):45-55. Review.
107
Stern LC, 1875 Das hermetische Buch über die Arzneimittel der alten Ägypter in hieratischer Schrift, herausgegeben mit Inhaltsangabe und Einleitung versehen von Georg Ebers, mit HieroglyphischLateinischem Glossar von Ludwig Stern, mit Unterstützung des Königlich Sächsischen Cultusministerium (in German). Papyros Ebers, G. Ebers, Editor
Supplisson S, Bergman C, 1997 Control of NMDA receptor activation by a glycine transporter co-expressed in Xenopus oocytes. J Neurosci., 17: 4580–4590.
Susser E, Neugebauer R, Hoek HW, Brown AS, Lin S, Labovitz D, Gorman JM, 1996 Schizophrenia after prenatal famine. Further evidence. Arch. Gen. Psychiatry, 53(1), 25–31.
Szasz BK, Mayer A, Zsilla G, Lendvai B, Vizi ES, Kiss JP, 2005 Carrier-mediated release of monoamines induced by nicotinic acetylcholine receptor agonist DMPP. Neuropharmacology, 49:400–409.
Takahashi H, Yamada M and Suhara T, 2012 Functional significance of central D1 receptors in cognition: beyond working memory. J Cereb Blood Flow Metab., 32(7): 1248–1258.
Talkowski ME, Kirov G, Bamne M, Georgieva L, Torres G, Mansour H, Chowdari KV, Milanova V, Wood J, McClain L, Prasad K, Shirts B, Zhang J, O'Donovan MC, Owen MJ, Devlin B, Nimgaonkar VL, 2008 A network of dopaminergic gene variations implicated as risk factors for schizophrenia. Hum. Mol. Genet., 17(5), 747–758.
108
Tan W, Wang Y, Gold B, Chen J, Dean M, Harrison PJ, Weinberger DR, Law AJ, 2007 Molecular cloning of a brain-specific, developmentally regulated neuregulin 1 (NRG1) isoform and identification of a functional promoter variant associated with schizophrenia. J. Biol. Chem., 282(33), 24343–24351.
Tandon R, 2013 Schizophrenia and other Psychotic Disorders in DSM-5. Clin Schizophr Relat Psychoses, 7:16–9.
Tandon R, Keshavan MS, Nasrallah HA, 2008 Schizophrenia, “Just the Facts” What we know in 2008., 2. Epidemiology and etiology. Schizophrenia Research, 102, 1–18.
Terry AV Jr, Gearhart DA, Warner S, Hohnadel EJ, Middlemore ML, Zhang G, Bartlett MG, Mahadik SP, 2007 Protracted effects of chronic oral haloperidol and risperidone on nerve growth factor, cholinergic neurons, and spatial reference learning in rats. Neuroscience, 150(2):413-24.
Tien AY, Eaton WW, 1992 Psychopathologic precursors and sociodemographic risk factors for the schizophrenia syndrome. Arch. Gen. Psychiatry, 49, 37–46.
Tsai G, Lane HY, Yang P, Chong MY, Lange N, 2004 Glycine transporter I inhibitor, N-methylglycine (sarcosine), added to antipsychotics for the treatment of schizophrenia. Biol. Psychiatry, 55, 452–456.
Tsuang MT, Stone WS, Faraone SV, 2000 Toward reformulating the diagnosis of schizophrenia. Am J Psychiatry, 157:1041–50. 109
Van Tol HH, Bunzow JR, Guan HC, Sunahara RK, Seeman P, Niznik HB, Civelli O, 1991 Cloning of the gene for a human dopamine D4 receptor with high affinity for the antipsychotic clozapine. Nature, 350:610-4.
Van Tol HH, Wu CM, Guan HC, Ohara K, Bunzow JR, Civelli O, Kennedy J, Seeman P, Niznik HB, Jovanovic V, 1992 Multiple dopamine D4 receptor variants in the human population. Nature, 358(6382), 149-152.
Világi I és Tarnawa I, 2013 Neurokémia, 5, 121-143. Dialog Campus Kiadó
Wallace RA, Wallace L, Harrold M, Miller D, Uretsky NJ, 1989 Interaction of permanently charged chlorpromazine and dopamine analogs with the striatal D-1 dopaminergic receptor. Biochem Pharmacol., 38, 2019-2025.
Weinberger DR, 1987 Implications of the normal brain development for the pathogenesis of schizophrenia. Arch. Gen. Psychiatry, 44:660-669.
Weinberger DR, Lipska BK, 1995 Cortical maldevelopment, anti-psychotic drugs, and schizophrenia: a search for common ground. Schizophr Res., 16(2):87-110. Review.
Williams NM, O'Donovan MC, Owen MJ, 2006 Chromosomal 22 deletion syndrome and schizophrenia. Int. Rev. Neurobiology, 73, 1–27.
110
Wood SJ, Proffitt T, Mahony K, Smith DJ, Buchanan JA, Brewer W, Stuart GW, Velakoulis D, McGorry PD, Pantelis C, 2002 Visuospatial memory and learning in first-episode schizophreniform psychosis and established schizophrenia: a functional correlate of hippocampal pathology? Psychol Med., 32(3):429-38.
Wu Y, Pearl SM, Zigmond MJ, Michael AC, 2000 Inhibitory glutamatergic regulation of evoked dopamine release in striatum. Neuroscience, 96: 65–72.
Yuii K, Suzuki M, Kurachi M, 2007 Stress sensitization in schizophrenia. Ann. N.Y. Acad. Sci., 1113, 276–290.
Zafra F, Gimenez C, 2008 Glycine transporters and synaptic function. IUBMB Life, 60:810–817.
Zakzanis KK, Hansen KT, 1998 Dopamine D2 densities and the schizophrenic brain. Schizophr Res., 32:201–206.
Zhou QY, Grandy DK, Thambi L, Kushner JA, Van Tol HH, Cone R, Pribnow D, Salon J, Bunzow JR, Civelli O, 1990 Cloning and expression of human and rat D1 dopamine receptors. Nature, 347(6288), 76-80.
111
SAJÁT KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE PUBLIKÁCIÓK
Nagy K, Marko B, Zsilla G, Mátyus P, Pallagi K, Szabo G, Juranyi Zs, Barkoczy J, Levay Gy, Harsing LG Jr, 2010 Alterations in Brain Extracellular Dopamine and Glycine Levels Following Combined Administration of the Glycine Transporter Type-1 Inhibitor Org-24461 and Risperidone. Neurochemical Research, 35:2096-2106
Sziray N, Kuki Zs, Nagy K, Markó B, Kompagne H, Lévay Gy, 2010 Effects of single and simultaneous lesions of serotonergic and noradrenergic pathways on openspace and bright-space anxiety-like behavior in two animal models. Behavioural Brain Research, 209:93–98
Mátyus P, Hársing L G, Tapolcsányi P, Kocsis A, Czompa A, Szabó G, Barkóczy J, Nagy K, Zsilla G, 2011 New Glycine transporter inhibitors: design, synthesis and biological evaluation European Journal of Pharmaceutical Sciences, 44:(1) pp. 9-10.
Harsing LG Jr, Zsilla G, Mátyus P, Nagy KM, Marko B, Gyarmati Zs, Timar J, 2012 Interactions between glycine transporter type 1 (GlyT-1) and some inhibitor molecules Glycine transporter type 1 and its inhibitors (Review) Acta Physiologica Hungarica, 99:(1) pp. 1-17.
Gacsalyi I, Nagy K, Pallagi K, Levay G, Harsing L.G. Jr, Moricz K, Kertesz S, Varga P, Haller J, Gigler G, Szenasi G, Barkoczy J, Biro J, Spedding M, Antoni FA, 2013 Egis-11150: A candidate antipsychotic compound with procognitive efficacy in rodents Neuropharmacology, 64:(1) pp. 254-263.
112
Harsing LG, Jr., Timar J, Szabo G, Udvari Sz, Nagy KM, Marko B, Zsilla G, Czompa A, Tapolcsanyi P, Kocsis A, Matyus P, 2015 Sarcosine-Based Glycine Transporter Type-1 (GlyT-1) Inhibitors Containing Pyridazine Moiety: A Further Search for Drugs with Potential to Influence Schizophrenia Negative Symptoms Current Pharmaceutical Design, 21, 2291-2303
ELŐADÁSOK
Nagy K, Gacsályi I, Kompagne H, Markó B, Barkóczy J, Haller J, Lévay Gy, Hársing LG Jr, 2007 Pharmacological characterization of a new antipsychotic candidate EGIS-11150/S 36549 X. Hungarian Neuropsychopharmacology Congress; Tihany Neuropsychopharmacologia Hungarica, 9(3), S38
Sziray N, Kuki Zs, Kompagne H, Markó B, Nagy K, Gacsályi I, Hársing Jr, LG, Lévay G, 2007 Effects of single and simultaneous lesions of serotonergic and noradrenergic pathways of rats in two animal models of anxiety X. Hungarian Neuropsychopharmacology Congress; Tihany
Gyönös I, Gacsályi I, Marton Cs, Gaál A, Nagy K, Sziray N , Lévay G, 2007 Behavioral differences between genders in an animal model of depression in mice X. Hungarian Neuropsychopharmacology Congress; Tihany
Gacsályi I, Gigler G, Kompagne H, Kertesz Sz, Móricz K, Ágoston M, Nagy K, Barkóczy J, Szénási G, Zelles T, Spedding M, Lévay Gy, Harsing LG, 2007 Procognitive and neuroprotective effects of EGIS-11150/S 36549, a new antipsychotic Drug candidate Annual Meeting of the Society for Neuroscience, San Diego, CA, Abstr. 500.6/II11
113
Harsing LG, Jr., Nagy K, Marko B, Juranyi Zs, 2008 Alteration by the antipsychotic risperidone and the glycine transporter type-1 inhibitor NFPS of extracellular dopamine and glycine concentrations in the rat brain 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Washington, D. C., Abstr. 657.
Marko B, Nagy K, Jarasi A, Juranyi Zs, Gacsalyi I, Harsing LG Jr., 2008 Alterations by risperidone and NFPS of extracellular dopamine and glycine concentrations in the rat brain 33rd Federation of European Biochemical Societies Congress, Athens, Greece, Abstr. PP7C-47
Nagy K, Jarasi A, Marko B, Pallagi K, Gigler G, Gacsalyi I, Harsing LG Jr., 2010 Changes in brain extracellular dopamine and glycine levels following combined administration of Risperidone and ORG-24461 Monitoring Molecules in Neuroscience, 13th International Conference on In Vivo Methods, Belgium, Brussels, P075, 449-451.
Hársing LG, Zsilla G, Szabó G, Nagy KM, Barkóczy J, Mátyus P, 2010 A new series of sarcosine-containing glycine transporter-1 (GlyT-1) inhibitors 40th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, San Diego CA, Abstr. 547.
GYÓGYSZERIPARI SZABADALOM
2,3,4-BENZOTHIADIAZEPINE-2,2-DIOXIDE DERIVATIVES WO/2011/039554, HU2010/000103 Feltalálók: FETTER, József, BERTHA, Ferenc, MOLNAR, Balázs, SIMIG, Gyula , BARKÓCZY, József, VOLK, Balázs, LÉVAY, György, GACSÁLYI, István, GIGLER, Gábor, KOMPAGNE, Hajnalka, MARKÓ, Bernadett, NAGY, Katalin, KIRICSI, Péter, HÁRSING, László, Gábor, SZÉNÁSI, Gábor
114
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Dolgozatom elkészültéért elsősorban köszönettel tartozom az Egis Gyógyszergyár Zrt. Preklinikai főosztályán dolgozott vezetőimnek, akik bátorításukkal és támogatásukkal álltak mindvégig mellettem, dr. Lévay Györgynek, dr. Szénási Gábornak, Dr. Antoni Ferencnek és Dr. Simig Gyulának. Kiemelten Dr. Hársing László Gábornak, aki mint témavezetőm szakmailag és személyesen is folyamatos segítséget nyújtott és a munkám elkészültéhez lehetőséget teremtett az Egis Gyógyszergyár Zrt. kutatási projektjein belül. Külön köszönet illeti azon munkatársaimat, akiknek a biztatása, baráti támogatása és szakmai segítsége nélkül nem jöhetett volna létre ez a disszertáció, kiemelten: dr. Móricz Krisztina, Gigler Gábor, dr. Kiricsiné Varga Rita és Járási Andrea, valamint dr. Károly-Ágoston Márta, dr. Jurányi Zsolt, dr. Markó Bernadett, dr. Szabó Éva, Vobeczky Istvánné, Hernádiné Hengl Erzsébet, Baranyainé Szász Krisztina, Klementné Korona Erika, Baranyai József, Szaniszló Gáborné, Czirákyné Somogyi Csilla, Kollárik Ottó és Kulcsár Éva. Mindemellett köszönettel tartozom mindazon munkatársaimnak, akikkel a Preklinikai főosztályon együtt dolgozhattam és az itt név szerint nem megemlített társszerzőknek is. Végezetül a legtöbb köszönet illeti férjemet, dr. Gacsályi Istvánt, szakmai tanácsaiért, biztatásáért és megerősítéséért, valamint az elképesztően kitartó türelméért; és szüleimet a folyamatos bátorításért és hitért, amivel támogattak.
115
