Neuroprotective acitvity of AMPA-receptor antagonists

Wolne rodniki tlenowe powstają w czasie stresu oksydacyjnego, kiedy mechanizmy obronne organizmu zawodzą, Stres oksydacyjny pojawia się w przebiegu chorób neurodegeneracyjnych, m.in w chorobie Alzheimera, chorobie Parkinsona. Niektóre zmiany neurodegeneracyjne mogą być zahamowane przez podanie antagonistów receptora AMPA. Celem niniejszej pracy, jest poszukiwanie ligandów nakierowanych na wiele celów (Multi-Target-Directed Ligands) mogących znaleźć zastosowanie w skutecznej terapii chorób neurodegeneracyjnych dzięki połączeniu działania antagonistycznego wobec receptorów AMPA z potencjałem neuroprotekcyjnym.W tym celu wybrano 4 związki, z grupy pochodnych fenyloalaniny, o znanymna podstawie wcześniejszych badań, silnym potencjalne antyoksydacyjnym, oraz udowodnionym antagonizmie wobec receptora AMPA. W ramach pracy, postanowiono dołączyć do badanych związków salsolinol i melatoninę, jako związki o oczekiwanej na podstawie doniesień literaturowych aktywności neuroprotekcyjnej i antyoksydacyjnej.Do badań potencjalnej aktywności neuroprotekcyjnej in vitro użyto dwóch ludzkich linii komórkowych neuroblastoma: IMR-32 oraz SH-SY5Y. Zastosowano również testy do pomiaru żywotności: kolorymetryczny MTS, fluorescencyjny LDH oraz test ROS - do pomiaru stresu oksydacyjnego w komórkach. Jako toksyn użyto 6-hydroksydopaminy oraz nadtlenku wodoru. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono brak toksyczności związków ES 13-19, 13-22, 13-25 oraz salsolinolu wobec badanych linii komórkowych. Wykazano natomiast aktywność antyproliferacyjną związku ES 13-24. Kolejne testy mające na celu określenie neuroprotekcji badanych związków z użyciem 6-hydroksydopaminy, wykazały istotnie statystyczną neuroprotekcję neuronów przez związek ES 13-25 oraz salsolinol. W teście ROS, najlepsze okazały się być ES 13 24, ES 13-25 oraz salsolinol, natomiast brak działania neuroprotekcyjnego wykazała melatonina. Ostatni z zaplanowanych testów polegał na 24 godzinnej inkubacji komórek ze badanymi związkami wraz z H2O2, w którym potwierdzono silną neuroprotekcję salsolinolu.

Free oxygen radicals are created during oxygen stress, if antioxidant’s defense system failed. Oxygen stress appears in course of the neurodegeneration diseases such as, Alzheimer’s disease and Parkinson disease. Some neurodegeneration changes can be stopped by AMPA receptor’s antagonists.The aim of this study is the search on Multi-Target-Directed Ligands (MTDL’s), which could be used in the effective therapy of neurodegenerative diseases, by combining the AMPA antagonism with the neuroprotective activity. For this purpose 4 compounds, the phenylalanine derivatives with determined in the previous studies AMPA antagonistic activity and antioxidant potential have been chosen. Additionally, salsolinol and melatonin, compounds with described in the literature neuroprotective and antioxidant activity, have been included.The human neuroblastoma cells lines IMR-32 and SH-SY5Y were used for the determination of compounds’ neuroprotective activity. Cells’ viability were measured by colorimetric MTS and fluorometric LDH tests. The fluorometric ROS-test was also used to measure the oxidative stress in cells. The selected toxins were 6-hydroxydopamine and hydrogen peroxide. As results no toxicity of compounds ES 13-19, 13-22, 13-25 and salsolinol was shown. However, the anti-proliferative effect for ES 13-24 was determined. In the neuroprotective tests with use of 6-hydroxydopamine the statistically significant neuroprotection of cells for ES 13-25 and salsolinol was shown. In the ROS-test the best activity was estimated for ES 13-24, 13-25, salsolinol and no neuroprotective activity of melatonin was found.In the last planned test, which was the 24h incubation of cells with tested compounds and H2O2, the statistically significant neuroprotection was shown for salsolinol.