Mefedrona (4-metilmetcatinonă) este un drog de abuz stimulent β-cetoamfetaminic cu asemănări structurale și mecaniciste strânse cu metamfetamina. Una dintre cele mai puternice acțiuni asociate cu mefedrona este capacitatea de a stimula eliberarea de dopamină (DA) și de a bloca recaptarea acesteia prin interacțiunea sa cu transportorul de dopamină (DAT). Deși mefedrona nu provoacă toxicitate pentru terminațiile nervoase DA, capacitatea sa de a servi ca blocant DAT ar putea oferi protecție împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină, la fel ca alți inhibitori DAT. Pentru a testa această posibilitate, șoarecii au fost tratați cu mefedronă (10, 20 sau 40 mg/kg) înainte de fiecare injecție a unui regim neurotoxic de metamfetamină (4 injecții de 2,5 sau 5,0 mg/kg la intervale de 2 ore). Integritatea terminațiilor nervoase DA din striatum a fost evaluată prin măsurători ale DA, DAT și ale nivelurilor de tirozină hidroxilază. Toxicitatea DA moderată până la severă asociată cu diferitele doze de metamfetamină nu a fost prevenită de nicio doză de mefedronă, ci a fost, de fapt, semnificativ sporită. Hipertermia cauzată de tratamentul combinat cu mefedronă și metamfetamină a fost aceeași ca cea observată după administrarea fiecărui medicament în parte. Mefedrona a sporit, de asemenea, efectele neurotoxice ale amfetaminei și MDMA asupra terminațiilor nervoase DA. În schimb, nomifensina a protejat împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină. Deoarece mefedrona crește neurotoxicitatea metamfetaminei, rezultatele prezente sugerează că aceasta interacționează cu DAT într-un mod diferit de cel al altor inhibitori DAT tipici. Efectele relativ inofensive ale mefedronei singure asupra terminațiilor nervoase DA maschează o interacțiune potențial periculoasă cu medicamentele care sunt adesea coabuzate cu aceasta, ducând la o neurotoxicitate crescută.
Mefedrona (4-metilmetcatinonă) este un derivat al catinonei și un analog structural al metamfetaminei și al 3,4-metilendioxi-metamfetaminei (MDMA). Mefedrona este unul dintre ingredientele psihoactive ale "sărurilor de baie", alături de alți compuși precum metilona, butilona și 3,4-metilendioxipirovalerona (MDPV). β-cetoamfetaminele sunt consumate în proporții din ce în ce mai mari datorită, în mare parte, disponibilității extrem de limitate a precursorilor necesari pentru sinteza metamfetaminei și MDMA în laboratoarele clandestine și reducerii corespunzătoare a purității acestora (Winstock et al. 2011b, Brunt et al. 2011). Pe măsură ce abuzul de β-cetoamfetamine continuă să crească, lista efectelor lor adverse a crescut și include complicații cardiovasculare, agitație, insomnie, psihoză și depresie (Schifano et al. 2011, Prosser și Nelson 2012).
În calitate de congeneri chimici ai metamfetaminei și MDMA, nu este surprinzător faptul că β-cetoamfetaminele au multe dintre aceleași efecte ca aceste medicamente anterioare asupra sistemului nervos central. De exemplu, aceste medicamente blochează transportatorii de dopamină (DA) și serotonină (5-HT) (DAT și, respectiv, SERT) (Cozzi et al. 1999, Rothman et al. 2003, Fleckenstein et al. 2000, Lopez-Arnau et al. 2012) și stimulează eliberarea de monoamine in vitro (Kalix și Glennon 1986, Gygi et al. 1997, Rothman et al. 2003) și in vivo (Gygi et al. 1997, Kehr et al. 2011). Methcathinone determină reduceri persistente ale activității triptofan hidroxilazei și tirozinei hidroxilazei (TH) și epuizarea DA și 5-HT (Gygi și colab. 1997, Gygi și colab. 1996, Sparago și colab. 1996). Studiile de imagistică PET la consumatorii abstinenți de metadonă au evidențiat o reducere a densității DAT striatale, sugerând o pierdere a terminalelor DA (McCann și colab. 1998). Stimularea simultană a eliberării DA și inhibarea absorbției acesteia reflectă elementele critice care stau la baza neurotoxicității asociate cu metamfetamina (Kuhn et al. 2008, Yamamoto și Bankson 2005, Cadet et al. 2007, Fleckenstein et al. 2007).
Noi (Angoa-Perez et al. 2012) și alții (Baumann et al. 2012, Hadlock et al. 2011) am investigat recent posibilitatea ca mefedrona să poată provoca neurotoxicitate ca metanfetamina și MDMA. Surprinzător, mefedrona nu a fost toxică pentru terminațiile nervoase DA din striatum (Hadlock et al. 2011, Baumann et al. 2012, Angoa-Perez et al. 2012). Problema dacă mefedrona dăunează terminațiilor nervoase 5-HT rămâne nesoluționată, deoarece un studiu a documentat efecte pozitive (Hadlock et al. 2011), în timp ce altul a fost negativ (Baumann et al. 2012). În lumina efectului relativ benign al mefedronei asupra terminațiilor nervoase DA și având în vedere proprietățile sale ca blocant DAT, am emis ipoteza că ar putea proteja de fapt sistemul neuronal DA de efectele neurotoxice ale metamfetaminei, la fel cum se știe că se întâmplă cu alte blocante DAT, cum ar fi acidul amfonelic (Pu și colab. 1994, Schmidt și Gibb 1985, Marek și colab. 1990) și nomifensina (Poth și colab. 2012). Raportăm în prezent că mefedrona sporește semnificativ neurotoxicitatea metamfetaminei. Acest efect se extinde la amfetamină și MDMA, droguri care sunt adesea coabuzate cu mefedronă (Feyissa și Kelly 2008, Schifano și colab. 2011). Aceste rezultate surprinzătoare aruncă abuzul de mefedronă într-o lumină nouă și adaugă o urgență la recunoașterea acestei proprietăți subtile și periculoase a acestei β-cetoamfetamine.
Materiale și metode
Medicamente și reactivi
Clorhidratul de mefedronă și 3,4-metilendioximetilmetamfetamina (MDMA) au fost obținute din Programul de aprovizionare cu droguri al resurselor de cercetare NIDA. (+) Clorhidrat de metamfetamină, maleat de nomifensină, sulfat de d-amfetamină, pentobarbital, DA și toți tampoanele și reactivii HPLC au fost achiziționați de la Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SUA). Kiturile de testare a proteinelor cu acid bicinchoninic au fost obținute de la Pierce (Rockford, IL, SUA). Anticorpii policlonali împotriva TH de șobolan au fost produși conform descrierii anterioare (Kuhn și Billingsley 1987). Anticorpii monoclonali împotriva DAT de șobolan au fost furnizați cu generozitate de Dr. Roxanne A. Vaughan (University of North Dakota, Grand Forks, ND, SUA). Anticorpii secundari anti-IgG-conjugați cu HRP au fost furnizați de Jackson ImmunoResearch Laboratories, Inc. (West Grove, PA, SUA).
Animale
Șoarecii femele C57BL/6 (Harlan, Indianapolis, IN, SUA) cântărind 20-25 g la momentul experimentării au fost adăpostiți câte 5 per cușcă în cuști mari de tip shoe-box într-o cameră cu lumină (12 h lumină/întuneric) și temperatură controlată. Șoarecii femele au fost utilizați deoarece sunt cunoscuți ca fiind foarte sensibili la deteriorarea neuronală de către amfetaminele neurotoxice și pentru a menține coerența cu studiile noastre anterioare privind neurotoxicitatea metamfetaminei (Thomas și colab. 2010, Thomas și colab. 2008, Thomas și colab. 2009). Șoarecii au avut acces liber la hrană și apă. Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare al Wayne State University a aprobat îngrijirea animalelor și procedurile experimentale. Toate procedurile au fost, de asemenea, în conformitate cu Ghidul NIH pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator.
Proceduri farmacologice, fiziologice și comportamentale
Șoarecii au fost tratați cu mefedronă folosind un regim de tip binge, compus din 4 injecții de 10, 20 sau 40 mg / kg cu un interval de 2 h între fiecare injecție. Acest regim de tratament binge, atunci când este utilizat pentru injectarea amfetaminelor substituite și a derivaților de catinonă, duce la leziuni extinse ale terminațiilor nervoase DA. Dozele de mefedronă utilizate în prezent s-au dovedit anterior a fi netoxice pentru terminațiile nervoase DA (Angoa-Perez et al. 2012). Șoarecii au fost tratați cu metamfetamină (4X 2,5 sau 5 mg/kg), amfetamină (4X 5 mg/kg) sau MDMA (4X 20 mg/kg) singură sau în combinație cu mefedronă. Atunci când au fost tratați cu două medicamente, șoarecii au primit o injecție cu mefedronă cu 30 min înainte de fiecare dintre cele 4 injecții de metamfetamină, amfetamină sau MDMA. Controalele au primit injecții cu soluție salină fiziologică după același program utilizat pentru mefedronă singură sau în combinație cu alte amfetamine. Ca control al efectelor unui inhibitor DAT asupra toxicității metamfetaminei, șoarecii au fost tratați cu nomifensină (4X 5 mg/kg) cu 30 de minute înainte de fiecare injecție de metamfetamină (4X 5 mg/kg). Toate injecțiile au fost administrate pe cale i.p. Șoarecii au fost sacrificați la 2 zile după ultimul tratament medicamentos, când neurotoxicitatea asociată amfetaminei a atins maximul. Temperatura corpului a fost monitorizată prin telemetrie utilizând transpondere de temperatură implantabile IPTT-300 de la Bio Medic Data Systems, Inc. (Seaford, DE, SUA). Temperaturile au fost înregistrate non-invaziv la fiecare 20 min începând cu 60 min înainte de prima injecție METH și continuând timp de 9 h după aceea, utilizând sistemul de consolă DAS-5001 de la Bio Medic.
Determinarea conținutului de DA striatală
Țesutul striatal a fost disecat bilateral din creier după tratament și depozitat la -80 ° C. Țesuturile congelate au fost cântărite și sonicate în 10 volume de acid percloric 0,16 N la 4°C. Proteina insolubilă a fost îndepărtată prin centrifugare și DA a fost determinată prin HPLC cu detecție electrochimică, așa cum a fost descris anterior pentru metamfetamină (Thomas et al. 2010, Thomas et al, 2009).
Determinarea nivelurilor de proteine TH și DAT prin imunoblotting
Efectele tratamentelor medicamentoase asupra nivelurilor de TH și DAT striatale au fost determinate prin imunoblotting ca indice de toxicitate pentru terminațiile nervoase DA striatale. Șoarecii au fost sacrificați prin decapitare după tratament și striatum a fost disecat bilateral. Țesutul a fost depozitat la -80°C. Țesutul congelat a fost dislocat prin sonicare în 1% SDS la 95°C, iar materialul insolubil a fost sedimentat prin centrifugare. Proteina a fost determinată prin metoda acidului bicinchoninic și cantități egale de proteină (70 μg/lane) au fost rezolvate prin electroforeză pe gel SDS-poliacrilamidă și apoi electroblotate pe nitroceluloză. Bloturile au fost blocate în soluție salină tamponată cu Tris conținând Tween 20 (0,1% v/v) și 5% lapte praf degresat timp de 1 h la temperatura camerei. Anticorpii primari împotriva TH (1:1000) sau DAT (1:1000) au fost adăugați pe blocuri și lăsați la incubat timp de 16 ore la 4°C. Bloturile au fost spălate de 3 ori în soluție salină tamponată cu Tris pentru a elimina anticorpii care nu au reacționat și apoi incubate cu anticorp secundar anti-IgG conjugat cu HRP (1:4000) timp de 1 h la temperatura camerei. Benzile imunoreactive au fost vizualizate prin chemiluminiscență îmbunătățită, iar densitățile relative ale benzilor TH- și DAT-reactive au fost determinate prin imagistică cu o Kodak Image Station (Carestream Molecular Systems, Rochester, NY, SUA) și cuantificate utilizând software-ul ImageJ (NIH).
Analiza datelor
Au fost efectuate ANOVA-uri bidirecționale pentru a analiza efectele dozei de metamfetamină versus mefedronă asupra DA, DAT și TH. Efectele tratamentelor medicamentoase asupra conținutului striatal de DA, TH și DAT au fost testate pentru semnificație prin ANOVA într-o singură direcție, urmată de testul de comparație multiplă al lui Tukey. Rezultatele tratamentelor medicamentoase asupra temperaturii corporale centrale în timp au fost analizate utilizând o ANOVA bidirecțională urmată de testul lui Bonferroni pentru a determina semnificația diferențelor de temperatură la momente individuale după tratament. Diferențele au fost considerate semnificative dacă p < 0,05. Toate analizele statistice au fost efectuate utilizând GraphPad Prism versiunea 5.02 pentru Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, SUA, www.graphpad.com).
Mergeți la:
Rezultate
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității induse de metamfetamină
Mefedrona, în doze (10, 20 sau 40 mg / kg) despre care se știe că nu provoacă toxicitate a terminațiilor nervoase DA (Angoa-Perez și colab. 2012) a fost administrată cu 30 min înainte de fiecare injecție de metamfetamină. Metamfetamina a fost administrată în doze care provoacă leziuni moderate (4X 2,5 mg / kg) sau severe (4X 5 mg / kg) la terminațiile nervoase DA ale striatumului (Thomas și colab. 2004, Thomas și colab. 2010). Rezultatele prezentate în Fig. 1 arată că efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,40 = 66.60, p < 0.0001) și ale dozei de mefedronă (F4,40 = 131.3, p < 0.0001) asupra nivelurilor DA în striatum au fost foarte semnificative prin ANOVA cu două căi. Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg / kg (F4,22 = 35.96, p < 0.001) sau 5,0 mg / kg de metamfetamină (F4,17 = 953.9, p < 0.0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au determinat reduceri semnificativ mai mari ale DA în comparație cu controlul respectiv (p < 0.0001 pentru toate). Fig. 1 arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 (p < 0,01) și 40 mg / kg (p < 0,001) au sporit semnificativ efectele de epuizare a 2,5 mg / kg de metamfetamină asupra DA, în timp ce toate dozele de mefedronă au sporit semnificativ efectele 5,0 mg / kg de metamfetamină asupra nivelului DA (p < 0,0001 pentru toate).
Fig.1
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în DA striatală. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (-) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de DA prin HPLC. Datele sunt medii ± SEM pentru 5-7 șoareci pe grup. Unele bare de eroare au fost prea mici pentru a depăși dimensiunea simbolurilor și nu apar vizibile. ***p < 0,001 vs controale și #p < 0,01, ##p < 0,001 sau ###p < 0,0001 vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Fig. 2a arată că mefedrona a crescut semnificativ reducerile induse de metamfetamină în nivelurile DAT determinate prin imunoblotting. Imunobloturile au fost cuantificate și, în concordanță cu rezultatele pentru DA, efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,92 = 9.48, p < 0.001) și ale dozei de mefedronă (F4,92 = 37.56, p < 0.0001) asupra nivelurilor DAT în striatum au fost foarte semnificative prin ANOVA cu două căi (Fig. 2b). Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg / kg (F4,56 = 15.55, p < 0.0001) sau 5.0 mg / kg de metamfetamină (F4,39 = 24.84, p < 0.0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au determinat reduceri semnificativ mai mari ale DAT în comparație cu controlul respectiv (p < 0.01 pentru 2.5 mg / kg de metamfetamină singură; p < 0.0001 pentru toate celelalte tratamente). Fig. 2b arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 mg / kg (p < 0,01) și 40 mg / kg (p < 0,001) au sporit semnificativ reducerile DAT cauzate de 2,5 mg / kg de metamfetamină, în timp ce numai doza de mefedronă de 40 mg / kg a sporit semnificativ (p < 0,01) efectele 5,0 mg / kg de metamfetamină asupra reducerilor DAT.
Fig.2
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în DAT striatal. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (●) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de DAT prin imunoblotting (a). Bloturile au fost cuantificate utilizând ImageJ și datele sunt medii ± SEM pentru șoarecii 10-12 per grup (b). *p < 0.01 sau ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01 sau ##p < 0.001 vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Fig. 3a arată că mefedrona a crescut semnificativ reducerile induse de metamfetamină în nivelurile TH, determinate prin imunoblotting. Imunobloturile au fost cuantificate și, în concordanță cu rezultatele de mai sus pentru DA și DAT, efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,81 = 47.89, p < 0.0001) și ale dozei de mefedronă (F4,81 = 63.57, p < 0.0001) au fost foarte semnificative prin ANOVA în două direcții (Fig. 3b). Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg/kg (F4,34 = 12,98, p < 0,0001) sau 5,0 mg/kg metamfetamină (F4,49 = 99,16, p < 0,0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au cauzat reduceri semnificativ mai mari ale TH în comparație cu controlul respectiv (p < 0,001 pentru 2,5 mg / kg de metamfetamină + 10 mg / kg de mefedronă; p < 0,0001 pentru toate celelalte combinații), cu excepția 2,5 mg / kg de metamfetamină singură, care nu a modificat în mod semnificativ nivelurile de TH (adică, fără toxicitate). Fig. 3b arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 mg/kg (p < 0,01) și 40 mg/kg (p < 0,001) au sporit semnificativ reducerile TH cauzate de 2,5 mg/kg metamfetamină și toate cele trei doze de mefedronă au sporit semnificativ (p < 0,0001) efectele 5,0 mg/kg metamfetamină asupra reducerilor TH.
Fig. 3
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în TH striatală. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (●) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de TH prin imunoblotting (a). Bloturile au fost cuantificate utilizând ImageJ și datele sunt medii ± SEM pentru 10-12 șoareci pe grup (b). Unele bare de eroare au fost prea mici pentru a depăși dimensiunea simbolurilor și nu apar vizibile. **p < 0.001 sau ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01, ##p < 0.001 sau ###p < 0.0001) vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Efectele mefedronei asupra hipertermiei induse de metamfetamină
Mefedrona, ca și metamfetamina, provoacă hipertermie semnificativă (Hadlock și colab. 2011, Baumann și colab. 2012, Angoa-Perez și colab. 2012). Atunci când mefedrona a fost administrată cu 30 min înainte de fiecare injecție de metamfetamină, se poate observa în Fig. 4 că efectele principale ale dozelor de metamfetamină și mefedronă (F1,300 = 11.99, p < 0.0001) asupra timpului (F4,300 = 51.73, p < 0.0001) au fost foarte semnificative prin ANOVA în două direcții. Efectele principale ale mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg/kg metamfetamină (F4,120 = 41,44, p < 0,0001, panoul a) în timp (F30,120 = 3,84, p < 0,0001) sau 5,0 mg/kg metamfetamină (F4,120 = 78,09, p < 0,0001, panoul b) în timp (F30,120 = 9,98, p < 0,0001) au fost, de asemenea, foarte semnificative prin ANOVA în două direcții. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au fost semnificativ diferite de controalele respective (p < 0.0001 pentru toate tratamentele).
Fig. 4
Efectele mefedronei asupra hipertermiei induse de metamfetamină. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (a) sau 5,0 mg / kg (b) metamfetamină (METH). Temperaturile centrale au fost măsurate la intervale de 20 min prin telemetrie începând cu 60 min înainte de prima injecție de metamfetamină. Cele 4 injecții cu metamfetamină sunt indicate de săgețile care se odihnesc pe axa x. Datele sunt exprimate ca temperatură corporală medie a 6-8 șoareci pe grup. SEM-urile au fost întotdeauna < 10% din medie și sunt omise din motive de claritate.
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității induse de amfetamină și MDMA
Pentru a testa dacă efectele de îmbunătățire ale mefedronei asupra metamfetaminei ar putea fi extinse la alte amfetamine neurotoxice, șoarecii au fost tratați cu această β-cetoamfetamină (20 mg / kg) plus amfetamină (4X 5 mg / kg) sau MDMA (4X 20 mg / kg) și rezultatele sunt prezentate în Fig. 5. Reamintim că mefedrona în sine nu reduce DA striatală, DAT sau TH (Angoa-Perez și colab. 2012). Efectul principal al medicamentului (F5,27 = 27.18, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru reducerile DA (Fig. 5a). De asemenea, se poate observa în Fig. 5a că toate tratamentele cu amfetamină (p < 0.001) sau MDMA (p < 0.001) singure sau în combinație cu mefedronă (p < 0.0001 pentru ambele medicamente) au redus semnificativ nivelurile DA de la control. Mefedrona a îmbunătățit semnificativ reducerile DA cauzate de amfetamină (p < 0.01) sau MDMA (p < 0.01). Fig. 5b arată efecte similare ale tratamentelor combinate cu medicamente asupra nivelurilor DAT în striatum. Efectul principal al medicamentului (F4,49 = 42.63, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru DAT. De asemenea, se poate observa în Fig. 5b că toate tratamentele cu amfetamină sau MDMA au fost semnificativ (p < 0.0001 pentru toate) mai mici în comparație cu controlul. Mefedrona a îmbunătățit, de asemenea, semnificativ reducerile DAT cauzate de amfetamină sau MDMA (p < 0.0001 în ambele cazuri). În cele din urmă, Fig. 5c arată că efectul principal al medicamentului (F4,50 = 75.06, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru reducerea TH. De asemenea, se poate observa în Fig. 5c că toate tratamentele cu amfetamină sau MDMA au fost semnificativ (p < 0.0001 pentru toate) mai mici în comparație cu controlul. Mefedrona a îmbunătățit, de asemenea, semnificativ reducerile TH cauzate de amfetamină sau MDMA (p < 0.0001 în ambele cazuri)
Fig. 5
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității terminațiilor nervoase DA induse de amfetamină sau MDMA. Șoarecii au fost tratați cu 20 mg / kg mefedronă (MEPH) cu 30 min înainte de fiecare injecție de 5,0 mg / kg amfetamină (AMPH) sau 20 mg / kg MDMA și sacrificați 2d după tratament pentru determinarea nivelurilor striatale de (a) DA prin HPLC. (b) DAT și (c) TH au fost determinate prin imunoblotting și blots au fost cuantificate utilizând ImageJ. Imunobloturile reprezentative pentru DAT și TH sunt incluse ca inserții la panourile (b) și (c), respectiv, iar tratamentele pentru ambele panouri sunt indicate prin 1,5: control; 2,6: MEPH; 3: AMPH; 4: AMPH + MEPH; 7: MDMA; și 8: MDMA + MEPH. Datele sunt medii ± SEM pentru 5-12 șoareci în fiecare grup. **p < 0.001 sau ***p < 0.0001 vs control și #p < 0.01 sau ###p < 0.0001 vs AMPH sau MDMA (testul de comparație multiplă al lui Tukey).
Efectele nomifensinei asupra neurotoxicității induse de metamfetamină
Nomifensina, un blocant puternic DAT fără potențial cunoscut de abuz sau neurotoxic, a fost testată pentru capacitatea sa de a proteja împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină și pentru contrastul cu acțiunile mefedronei asupra toxicității terminațiilor nervoase DA cauzate de metamfetamină, amfetamină și MDMA. Rezultatele din Fig. 6a arată că efectul principal al medicamentului (F3,16 = 63.39, p < 0.0001) asupra nivelurilor DA a fost foarte semnificativ prin ANOVA pe o singură cale. Nomifensina singură nu a modificat nivelurile DA, dar reducerea cauzată de metamfetamină (p < 0.0001) a fost ușor, dar semnificativ inversată de nomifensină (p < 0.01). Efectul principal al medicamentului (F3,20 = 16.78, p < 0.0001) asupra nivelurilor DAT a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională, așa cum se arată în Fig. 6b. Nomifensina nu a modificat nivelurile DAT, dar a oferit o protecție semnificativă (p < 0.001) împotriva reducerii DAT striatale cauzate de metamfetamină (p < 0.0001) în comparație cu controlul. În cele din urmă, Fig. 6c arată că efectul principal al medicamentului (F3,15 = 14.10, p < 0.0001) asupra nivelurilor TH a fost foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. După cum sa observat pentru DA și DAT, reducerea TH cauzată de metamfetamină (p < 0.0001) a fost ușor, dar semnificativ prevenită de nomifensină (p < 0.01).
Fig. 6
Efectele nomifensinei asupra neurotoxicității terminațiilor nervoase DA induse de metamfetamină. Șoarecii au fost tratați cu 5,0 mg / kg nomifensină (NOM) 30 min înainte de fiecare injecție de 5,0 mg / kg de metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de (a) DA prin HPLC. (b) DAT și (c) TH au fost determinate prin imunoblotting și blots au fost cuantificate utilizând ImageJ. Imunobloturile reprezentative pentru DAT și TH sunt incluse ca inserții la panourile (b) și (c), respectiv. Datele sunt medii plus SEM pentru 5-7 șoareci pe grup. ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01 sau ##p < 0.001 vs metamfetamină singură (testul de comparație multiplă al lui Tukey).
Discuție
Scopul prezentului studiu a fost de a determina dacă mefedrona ar preveni toxicitatea terminațiilor nervoase DA cauzată de metamfetamină. Pe baza similitudinii sale chimice cu metamfetamina și MDMA, inițial era de așteptat ca mefedrona să exercite efecte dăunătoare asupra sistemului neuronal DA. Cu toate acestea, mai multe studii au stabilit aproape simultan că mefedrona nu este toxică pentru terminațiile nervoase DA (Angoa-Perez et al. 2012, Baumann et al. 2012, Hadlock et al. 2011). Întrebarea dacă acest medicament provoacă daune sistemului neuronal 5-HT rămâne deschisă. Un studiu a raportat reduceri persistente ale funcției terminațiilor nervoase 5-HT (Hadlock și colab. 2011), în timp ce un altul a constatat că mefedrona nu provoacă daune (Baumann și colab. 2012). Mefedrona interacționează cu terminația nervoasă DA într-un mod care sugerează că aceasta stimulează într-adevăr eliberarea și blochează recaptarea DA prin interacțiunile sale cu DAT. O fațetă cheie a mecanismului de acțiune neurotoxic al metamfetaminei este capacitatea sa de a obține acces la terminațiile nervoase DA prin DAT și de a perturba homeostazia DA (Sulzer 2011). Dacă această etapă timpurie în cascada neurotoxică a metamfetaminei este împiedicată prin inhibarea DAT, toxicitatea este prevenită (Pu și colab. 1994, Poth și colab. 2012, Marek și colab. 1990, Schmidt și Gibb 1985). Am presupus că mefedrona ar putea avea aceeași proprietate protectoare ca și alți inhibitori DAT, dar am observat în schimb o creștere semnificativă a toxicității. Această interacțiune a fost observată folosind două doze diferite de metamfetamină care provoacă leziuni moderate sau severe ale terminațiilor nervoase DA (4X 2,5 sau 5,0 mg / kg, respectiv). Acest efect potențator al mefedronei nu s-a limitat la metamfetamină și s-a extins la amfetamină și MDMA, două medicamente care sunt adesea coabuzate cu mefedrona și alte β-cetoamfetamine (Feyissa și Kelly 2008, Schifano și colab. 2011, Kelly 2011). Prin urmare, în ciuda faptului că mefedrona nu provoacă toxicitate pentru cel puțin terminațiile nervoase DA ale striatumului, aceasta potențează efectele neurotoxice ale altor medicamente de abuz. Această nouă constatare ar trebui să prezinte abuzul de mefedronă în termeni și mai cruzi, deoarece lipsa sa de neurotoxicitate intrinsecă o poate face să pară inofensivă.
Hipertermia este un efect advers acut frecvent raportat al metamfetaminei (Greene et al. 2008) și al ingerării β-cetoamfetaminei la om (Borek și Holstege 2012, Prosser și Nelson 2012). La fel ca metamfetamina, multe dintre medicamentele β-cetoamfetamine provoacă, de asemenea, creșteri semnificative ale temperaturii centrale la rozătoare (Angoa-Perez et al. 2012, Hadlock et al. 2011, Baumann et al. 2012, Rockhold et al. 1997). Deși hipertermia cauzată de metamfetamină ar putea contribui la efectele sale morfologice și neuronale dăunătoare, nu este neapărat cazul ca hipertermia să fie cauza directă a acestor efecte (Kiyatkin și Sharma 2009). Am înregistrat temperaturile corporale centrale la șoarecii tratați cu mefedronă și metamfetamină și am observat că tratamentul combinat nu a crescut temperaturile dincolo de creșterile maxime observate după fiecare medicament în parte. Metamfetamina a provocat o creștere a temperaturii corporale legată de doză, iar această hipertermie a fost invariabilă pe întreaga gamă de doze de mefedronă testate. De fapt, scăderea post-injectare a temperaturii corporale observată după tratamentul cu mefedronă (Angoa-Perez et al. 2012) a fost menținută la doze mai mari de mefedronă plus metamfetamină. Chiar dacă hipertermia indusă de medicament nu a fost potențată de tratamentul medicamentos combinat, efectele neurotoxice au fost aditive. Prin urmare, cel puțin în cazul de față, se pare că efectele neurotoxice ale metamfetaminei pot fi potențate de mefedronă într-un mod independent de hipertermie.
Mefedrona inhibă în mod clar funcția DAT și blochează recaptarea DA in vitro (Lopez-Arnau et al. 2012, Hadlock et al. 2011, Kehr et al. 2011, Martinez-Clemente et al. 2012, Cozzi et al. 1999). Mefedrona deplasează WIN-35,428 din locul său de legare pe DAT, sugerând că este un inhibitor competitiv al captării DA (Martinez-Clemente et al. 2012, Lopez-Arnau et al. 2012). Potența mefedronei în această privință este foarte asemănătoare cu cea a metamfetaminei (Cozzi et al. 1999) și a MDMA (Escubedo et al. 2011). Nu se știe dacă mefedrona este transportată de DAT, dar methcathinone este (Cozzi și Foley 2003). Nomifensina și acidul amfonelic, care se leagă de DAT și inhibă captarea DA, oferă o protecție substanțială împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină (Pu și colab. 1994, Marek și colab. 1990, Schmidt și Gibb 1985, Poth și colab. 2012), iar șoarecii lipsiți de DAT sunt rezistenți la toxicitatea neuronală a metamfetaminei (Fumagalli și colab. 1998). Știind că mefedrona este non-neurotoxică și un blocant DAT duce la predicția că ar trebui să prevină toxicitatea. Am testat nomifensina în această privință ca un control pozitiv și am confirmat că protejează împotriva depleției de DA, DAT și TH indusă de metamfetamină. Nomifensina inhibă, de asemenea, transportorul de noradrenalină (Brogden și colab. 1979), dar această proprietate nu poate explica rezultatele prezente, deoarece majoritatea β-cetoamfetaminei, inclusiv mefedrona, inhibă transportorul de noradrenalină și blochează absorbția noradrenalinei (Kelly 2011, Rothman și colab. 2003, Cozzi și colab. 1999, Sogawa și colab. 2011, Lopez-Arnau și colab. 2012). Un rol al sistemului neuronal 5-HT în unele dintre acțiunile farmacologice ale mefedronei este posibil în lumina capacității acestui medicament, ca și MDMA (Yamamoto et al. 1995), de a provoca efluxul DA striatale prin interacțiunile sale cu receptorii 5-HT2A (Lopez-Arnau et al. 2012, Martinez-Clemente et al. 2012). Hiper-locomoția cauzată de mefedronă este dependentă de 5-HT endogenă (Lopez-Arnau et al. 2012) și acest medicament stimulează, de asemenea, eliberarea de 5-HT și inhibă absorbția acestuia in vitro (Sogawa et al. 2011, Cozzi et al. 1999, Nagai et al. 2007, Hadlock et al. 2011, Lopez-Arnau et al. 2012, Martinez-Clemente et al. 2012) și in vivo (Baumann et al. 2012, Kehr et al. 2011). Cu toate acestea, putem exclude un rol pentru 5-HT endogenă în neurotoxicitatea DA cel puțin a metamfetaminei, arătând că șoarecii sărăciți genetic de 5-HT își păstrează sensibilitatea la neurotoxicitate (Thomas și colab. 2010).
Mefedrona ar putea spori neurotoxicitatea metamfetaminei prin mai multe mecanisme posibile. În primul rând, mefedrona ar putea interacționa cu VMAT pentru a provoca scurgeri de DA în citoplasma terminației nervoase presinaptice. Tratamentele care cresc rezerva citoplasmatică (adică, eliberabilă de medicament) de DA cresc neurotoxicitatea metamfetaminei (Thomas et al. 2008, Thomas et al. 2009, Schmidt et al. 1985). Acest mecanism nu este probabil, deoarece methcathinone interacționează doar slab cu VMAT (Cozzi și colab. 1999). În al doilea rând, combinația de mefedronă plus metamfetamină ar putea avea un efect sinergic asupra eliberării non-vesiculare a DA, dar această posibilitate pare, de asemenea, puțin probabilă în lumina rezultatelor care arată că tratamentul celulelor CHO care exprimă DAT sau SERT cu mefedronă plus metamfetamină nu are un efect aditiv asupra eliberării DA sau 5-HT (Sogawa și colab. 2011). În al treilea rând, mefedrona ar putea interacționa cu DAT într-un mod nou care contribuie la toxicitatea aditivă. S-a demonstrat că mephedrona în combinație cu metamfetamina provoacă citotoxicitate sinergică în celulele CHO care exprimă DAT sau SERT, dar nu și în celulele CHO de tip sălbatic cărora le lipsesc transportatorii (Sogawa și colab. 2011). Citotoxicitatea observată în celulele cultivate în aceste studii (de exemplu, eliberarea LDH) este foarte diferită de deteriorarea terminațiilor nervoase DA cauzate de metamfetamină, dar acest mecanism sugerează un rol interesant, dar nedefinit pentru DAT în citotoxicitatea crescută. În cele din urmă, mefedrona ar putea modifica metabolismul metamfetaminei. Mefedrona este metabolizată în principal prin N-demetilare (Meyer și Maurer 2010), la fel ca metamfetamina și MDMA (Caldwell 1976). Sprijinul pentru acest mecanism provine din demonstrarea faptului că metamfetamina și MDMA inhibă reciproc producerea metaboliților lor primari respectivi și ridică nivelurile plasmatice ale drogurilor peste cele observate după administrarea oricăruia dintre droguri în monoterapie (Kuwayama et al. 2012). Dozele de mefedronă utilizate în prezent și în studiul nostru anterior (Angoa-Perez et al. 2012), deși ridicate, nu sunt neurotoxice și se încadrează în intervalul abuzat de oameni (McErath și O'Neill 2011). Prin urmare, mefedrona ar putea acționa ca MDMA pentru a crește nivelurile plasmatice de metamfetamină prin inhibarea metabolismului acesteia. Va fi necesară o analiză farmacocinetică aprofundată pentru a confirma această ultimă posibilitate.
Abuzul de β-cetoamfetamine crește într-un ritm alarmant, iar mefedrona este acum unul dintre cele mai frecvent utilizate droguri, după canabis, MDMA și cocaină (Morris 2010, Winstock et al. 2011b). În plus, mefedrona induce senzații mai puternice de poftă la oameni în comparație cu MDMA (Brunt et al. 2011), iar consumatorii care inhalează mefedrona o consideră mai dependentă decât cocaina (Winstock et al. 2011b). Mefedrona este consumată de oameni într-o manieră asemănătoare consumului excesiv (adică "stivuire") și este adesea consumată împreună cu alte droguri, cum ar fi canabisul și psihostimulantele amfetamine (Schifano et al. 2011, Fass et al. 2012, Winstock et al. 2011a, Kelly 2011, Torrance și Cooper 2010). Mefedrona se găsește din ce în ce mai des în comprimate vândute ca MDMA (Brunt et al. 2011), iar utilizarea sa o va depăși probabil pe cea a MDMA pe măsură ce puritatea acestui din urmă drog continuă să scadă (Brunt et al. 2011, Tanner-Smith 2006, Teng et al. 2006). Pe baza modelelor comune de abuz de mefedronă și alte ingrediente ale "sărurilor de baie", este important să se analizeze dacă apar riscuri suplimentare pentru sănătatea umană atunci când aceste medicamente sunt combinate cu amfetaminele în mod intenționat sau involuntar. Rezultatele noastre care arată că cel puțin mefedrona sporește semnificativ neurotoxicitatea terminațiilor nervoase DA din striatum cauzată de metamfetamină, amfetamină și MDMA dezvăluie o proprietate deosebit de periculoasă și neașteptată a acestei β-cetoamfetamine.
Abrevieri utilizate
5-HT serotonină
DA dopamină
DAT Transportator DA
MDMA 3,4-metilendioximetamfetamină
TH tirozină hidroxilază
VMAT transportor vezicular de monoamină
Mefedrona (4-metilmetcatinonă) este un derivat al catinonei și un analog structural al metamfetaminei și al 3,4-metilendioxi-metamfetaminei (MDMA). Mefedrona este unul dintre ingredientele psihoactive ale "sărurilor de baie", alături de alți compuși precum metilona, butilona și 3,4-metilendioxipirovalerona (MDPV). β-cetoamfetaminele sunt consumate în proporții din ce în ce mai mari datorită, în mare parte, disponibilității extrem de limitate a precursorilor necesari pentru sinteza metamfetaminei și MDMA în laboratoarele clandestine și reducerii corespunzătoare a purității acestora (Winstock et al. 2011b, Brunt et al. 2011). Pe măsură ce abuzul de β-cetoamfetamine continuă să crească, lista efectelor lor adverse a crescut și include complicații cardiovasculare, agitație, insomnie, psihoză și depresie (Schifano et al. 2011, Prosser și Nelson 2012).
În calitate de congeneri chimici ai metamfetaminei și MDMA, nu este surprinzător faptul că β-cetoamfetaminele au multe dintre aceleași efecte ca aceste medicamente anterioare asupra sistemului nervos central. De exemplu, aceste medicamente blochează transportatorii de dopamină (DA) și serotonină (5-HT) (DAT și, respectiv, SERT) (Cozzi et al. 1999, Rothman et al. 2003, Fleckenstein et al. 2000, Lopez-Arnau et al. 2012) și stimulează eliberarea de monoamine in vitro (Kalix și Glennon 1986, Gygi et al. 1997, Rothman et al. 2003) și in vivo (Gygi et al. 1997, Kehr et al. 2011). Methcathinone determină reduceri persistente ale activității triptofan hidroxilazei și tirozinei hidroxilazei (TH) și epuizarea DA și 5-HT (Gygi și colab. 1997, Gygi și colab. 1996, Sparago și colab. 1996). Studiile de imagistică PET la consumatorii abstinenți de metadonă au evidențiat o reducere a densității DAT striatale, sugerând o pierdere a terminalelor DA (McCann și colab. 1998). Stimularea simultană a eliberării DA și inhibarea absorbției acesteia reflectă elementele critice care stau la baza neurotoxicității asociate cu metamfetamina (Kuhn et al. 2008, Yamamoto și Bankson 2005, Cadet et al. 2007, Fleckenstein et al. 2007).
Noi (Angoa-Perez et al. 2012) și alții (Baumann et al. 2012, Hadlock et al. 2011) am investigat recent posibilitatea ca mefedrona să poată provoca neurotoxicitate ca metanfetamina și MDMA. Surprinzător, mefedrona nu a fost toxică pentru terminațiile nervoase DA din striatum (Hadlock et al. 2011, Baumann et al. 2012, Angoa-Perez et al. 2012). Problema dacă mefedrona dăunează terminațiilor nervoase 5-HT rămâne nesoluționată, deoarece un studiu a documentat efecte pozitive (Hadlock et al. 2011), în timp ce altul a fost negativ (Baumann et al. 2012). În lumina efectului relativ benign al mefedronei asupra terminațiilor nervoase DA și având în vedere proprietățile sale ca blocant DAT, am emis ipoteza că ar putea proteja de fapt sistemul neuronal DA de efectele neurotoxice ale metamfetaminei, la fel cum se știe că se întâmplă cu alte blocante DAT, cum ar fi acidul amfonelic (Pu și colab. 1994, Schmidt și Gibb 1985, Marek și colab. 1990) și nomifensina (Poth și colab. 2012). Raportăm în prezent că mefedrona sporește semnificativ neurotoxicitatea metamfetaminei. Acest efect se extinde la amfetamină și MDMA, droguri care sunt adesea coabuzate cu mefedronă (Feyissa și Kelly 2008, Schifano și colab. 2011). Aceste rezultate surprinzătoare aruncă abuzul de mefedronă într-o lumină nouă și adaugă o urgență la recunoașterea acestei proprietăți subtile și periculoase a acestei β-cetoamfetamine.
Materiale și metode
Medicamente și reactivi
Clorhidratul de mefedronă și 3,4-metilendioximetilmetamfetamina (MDMA) au fost obținute din Programul de aprovizionare cu droguri al resurselor de cercetare NIDA. (+) Clorhidrat de metamfetamină, maleat de nomifensină, sulfat de d-amfetamină, pentobarbital, DA și toți tampoanele și reactivii HPLC au fost achiziționați de la Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SUA). Kiturile de testare a proteinelor cu acid bicinchoninic au fost obținute de la Pierce (Rockford, IL, SUA). Anticorpii policlonali împotriva TH de șobolan au fost produși conform descrierii anterioare (Kuhn și Billingsley 1987). Anticorpii monoclonali împotriva DAT de șobolan au fost furnizați cu generozitate de Dr. Roxanne A. Vaughan (University of North Dakota, Grand Forks, ND, SUA). Anticorpii secundari anti-IgG-conjugați cu HRP au fost furnizați de Jackson ImmunoResearch Laboratories, Inc. (West Grove, PA, SUA).
Animale
Șoarecii femele C57BL/6 (Harlan, Indianapolis, IN, SUA) cântărind 20-25 g la momentul experimentării au fost adăpostiți câte 5 per cușcă în cuști mari de tip shoe-box într-o cameră cu lumină (12 h lumină/întuneric) și temperatură controlată. Șoarecii femele au fost utilizați deoarece sunt cunoscuți ca fiind foarte sensibili la deteriorarea neuronală de către amfetaminele neurotoxice și pentru a menține coerența cu studiile noastre anterioare privind neurotoxicitatea metamfetaminei (Thomas și colab. 2010, Thomas și colab. 2008, Thomas și colab. 2009). Șoarecii au avut acces liber la hrană și apă. Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare al Wayne State University a aprobat îngrijirea animalelor și procedurile experimentale. Toate procedurile au fost, de asemenea, în conformitate cu Ghidul NIH pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator.
Proceduri farmacologice, fiziologice și comportamentale
Șoarecii au fost tratați cu mefedronă folosind un regim de tip binge, compus din 4 injecții de 10, 20 sau 40 mg / kg cu un interval de 2 h între fiecare injecție. Acest regim de tratament binge, atunci când este utilizat pentru injectarea amfetaminelor substituite și a derivaților de catinonă, duce la leziuni extinse ale terminațiilor nervoase DA. Dozele de mefedronă utilizate în prezent s-au dovedit anterior a fi netoxice pentru terminațiile nervoase DA (Angoa-Perez et al. 2012). Șoarecii au fost tratați cu metamfetamină (4X 2,5 sau 5 mg/kg), amfetamină (4X 5 mg/kg) sau MDMA (4X 20 mg/kg) singură sau în combinație cu mefedronă. Atunci când au fost tratați cu două medicamente, șoarecii au primit o injecție cu mefedronă cu 30 min înainte de fiecare dintre cele 4 injecții de metamfetamină, amfetamină sau MDMA. Controalele au primit injecții cu soluție salină fiziologică după același program utilizat pentru mefedronă singură sau în combinație cu alte amfetamine. Ca control al efectelor unui inhibitor DAT asupra toxicității metamfetaminei, șoarecii au fost tratați cu nomifensină (4X 5 mg/kg) cu 30 de minute înainte de fiecare injecție de metamfetamină (4X 5 mg/kg). Toate injecțiile au fost administrate pe cale i.p. Șoarecii au fost sacrificați la 2 zile după ultimul tratament medicamentos, când neurotoxicitatea asociată amfetaminei a atins maximul. Temperatura corpului a fost monitorizată prin telemetrie utilizând transpondere de temperatură implantabile IPTT-300 de la Bio Medic Data Systems, Inc. (Seaford, DE, SUA). Temperaturile au fost înregistrate non-invaziv la fiecare 20 min începând cu 60 min înainte de prima injecție METH și continuând timp de 9 h după aceea, utilizând sistemul de consolă DAS-5001 de la Bio Medic.
Determinarea conținutului de DA striatală
Țesutul striatal a fost disecat bilateral din creier după tratament și depozitat la -80 ° C. Țesuturile congelate au fost cântărite și sonicate în 10 volume de acid percloric 0,16 N la 4°C. Proteina insolubilă a fost îndepărtată prin centrifugare și DA a fost determinată prin HPLC cu detecție electrochimică, așa cum a fost descris anterior pentru metamfetamină (Thomas et al. 2010, Thomas et al, 2009).
Determinarea nivelurilor de proteine TH și DAT prin imunoblotting
Efectele tratamentelor medicamentoase asupra nivelurilor de TH și DAT striatale au fost determinate prin imunoblotting ca indice de toxicitate pentru terminațiile nervoase DA striatale. Șoarecii au fost sacrificați prin decapitare după tratament și striatum a fost disecat bilateral. Țesutul a fost depozitat la -80°C. Țesutul congelat a fost dislocat prin sonicare în 1% SDS la 95°C, iar materialul insolubil a fost sedimentat prin centrifugare. Proteina a fost determinată prin metoda acidului bicinchoninic și cantități egale de proteină (70 μg/lane) au fost rezolvate prin electroforeză pe gel SDS-poliacrilamidă și apoi electroblotate pe nitroceluloză. Bloturile au fost blocate în soluție salină tamponată cu Tris conținând Tween 20 (0,1% v/v) și 5% lapte praf degresat timp de 1 h la temperatura camerei. Anticorpii primari împotriva TH (1:1000) sau DAT (1:1000) au fost adăugați pe blocuri și lăsați la incubat timp de 16 ore la 4°C. Bloturile au fost spălate de 3 ori în soluție salină tamponată cu Tris pentru a elimina anticorpii care nu au reacționat și apoi incubate cu anticorp secundar anti-IgG conjugat cu HRP (1:4000) timp de 1 h la temperatura camerei. Benzile imunoreactive au fost vizualizate prin chemiluminiscență îmbunătățită, iar densitățile relative ale benzilor TH- și DAT-reactive au fost determinate prin imagistică cu o Kodak Image Station (Carestream Molecular Systems, Rochester, NY, SUA) și cuantificate utilizând software-ul ImageJ (NIH).
Analiza datelor
Au fost efectuate ANOVA-uri bidirecționale pentru a analiza efectele dozei de metamfetamină versus mefedronă asupra DA, DAT și TH. Efectele tratamentelor medicamentoase asupra conținutului striatal de DA, TH și DAT au fost testate pentru semnificație prin ANOVA într-o singură direcție, urmată de testul de comparație multiplă al lui Tukey. Rezultatele tratamentelor medicamentoase asupra temperaturii corporale centrale în timp au fost analizate utilizând o ANOVA bidirecțională urmată de testul lui Bonferroni pentru a determina semnificația diferențelor de temperatură la momente individuale după tratament. Diferențele au fost considerate semnificative dacă p < 0,05. Toate analizele statistice au fost efectuate utilizând GraphPad Prism versiunea 5.02 pentru Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, SUA, www.graphpad.com).
Mergeți la:
Rezultate
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității induse de metamfetamină
Mefedrona, în doze (10, 20 sau 40 mg / kg) despre care se știe că nu provoacă toxicitate a terminațiilor nervoase DA (Angoa-Perez și colab. 2012) a fost administrată cu 30 min înainte de fiecare injecție de metamfetamină. Metamfetamina a fost administrată în doze care provoacă leziuni moderate (4X 2,5 mg / kg) sau severe (4X 5 mg / kg) la terminațiile nervoase DA ale striatumului (Thomas și colab. 2004, Thomas și colab. 2010). Rezultatele prezentate în Fig. 1 arată că efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,40 = 66.60, p < 0.0001) și ale dozei de mefedronă (F4,40 = 131.3, p < 0.0001) asupra nivelurilor DA în striatum au fost foarte semnificative prin ANOVA cu două căi. Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg / kg (F4,22 = 35.96, p < 0.001) sau 5,0 mg / kg de metamfetamină (F4,17 = 953.9, p < 0.0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au determinat reduceri semnificativ mai mari ale DA în comparație cu controlul respectiv (p < 0.0001 pentru toate). Fig. 1 arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 (p < 0,01) și 40 mg / kg (p < 0,001) au sporit semnificativ efectele de epuizare a 2,5 mg / kg de metamfetamină asupra DA, în timp ce toate dozele de mefedronă au sporit semnificativ efectele 5,0 mg / kg de metamfetamină asupra nivelului DA (p < 0,0001 pentru toate).
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/sywobkqrnd-jpg.47/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig.1
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în DA striatală. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (-) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de DA prin HPLC. Datele sunt medii ± SEM pentru 5-7 șoareci pe grup. Unele bare de eroare au fost prea mici pentru a depăși dimensiunea simbolurilor și nu apar vizibile. ***p < 0,001 vs controale și #p < 0,01, ##p < 0,001 sau ###p < 0,0001 vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Fig. 2a arată că mefedrona a crescut semnificativ reducerile induse de metamfetamină în nivelurile DAT determinate prin imunoblotting. Imunobloturile au fost cuantificate și, în concordanță cu rezultatele pentru DA, efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,92 = 9.48, p < 0.001) și ale dozei de mefedronă (F4,92 = 37.56, p < 0.0001) asupra nivelurilor DAT în striatum au fost foarte semnificative prin ANOVA cu două căi (Fig. 2b). Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg / kg (F4,56 = 15.55, p < 0.0001) sau 5.0 mg / kg de metamfetamină (F4,39 = 24.84, p < 0.0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au determinat reduceri semnificativ mai mari ale DAT în comparație cu controlul respectiv (p < 0.01 pentru 2.5 mg / kg de metamfetamină singură; p < 0.0001 pentru toate celelalte tratamente). Fig. 2b arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 mg / kg (p < 0,01) și 40 mg / kg (p < 0,001) au sporit semnificativ reducerile DAT cauzate de 2,5 mg / kg de metamfetamină, în timp ce numai doza de mefedronă de 40 mg / kg a sporit semnificativ (p < 0,01) efectele 5,0 mg / kg de metamfetamină asupra reducerilor DAT.
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/bfu3sx5dnr-jpg.4797/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig.2
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în DAT striatal. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (●) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de DAT prin imunoblotting (a). Bloturile au fost cuantificate utilizând ImageJ și datele sunt medii ± SEM pentru șoarecii 10-12 per grup (b). *p < 0.01 sau ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01 sau ##p < 0.001 vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Fig. 3a arată că mefedrona a crescut semnificativ reducerile induse de metamfetamină în nivelurile TH, determinate prin imunoblotting. Imunobloturile au fost cuantificate și, în concordanță cu rezultatele de mai sus pentru DA și DAT, efectele principale ale dozei de metamfetamină (F1,81 = 47.89, p < 0.0001) și ale dozei de mefedronă (F4,81 = 63.57, p < 0.0001) au fost foarte semnificative prin ANOVA în două direcții (Fig. 3b). Efectul principal al mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg/kg (F4,34 = 12,98, p < 0,0001) sau 5,0 mg/kg metamfetamină (F4,49 = 99,16, p < 0,0001) a fost, de asemenea, foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au cauzat reduceri semnificativ mai mari ale TH în comparație cu controlul respectiv (p < 0,001 pentru 2,5 mg / kg de metamfetamină + 10 mg / kg de mefedronă; p < 0,0001 pentru toate celelalte combinații), cu excepția 2,5 mg / kg de metamfetamină singură, care nu a modificat în mod semnificativ nivelurile de TH (adică, fără toxicitate). Fig. 3b arată, de asemenea, că dozele de mefedronă de 20 mg/kg (p < 0,01) și 40 mg/kg (p < 0,001) au sporit semnificativ reducerile TH cauzate de 2,5 mg/kg metamfetamină și toate cele trei doze de mefedronă au sporit semnificativ (p < 0,0001) efectele 5,0 mg/kg metamfetamină asupra reducerilor TH.
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/tggfrjpqru-jpg.4798/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig. 3
Efectele mefedronei asupra reducerilor induse de metamfetamină în TH striatală. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (●) sau 5,0 mg / kg (■) metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de TH prin imunoblotting (a). Bloturile au fost cuantificate utilizând ImageJ și datele sunt medii ± SEM pentru 10-12 șoareci pe grup (b). Unele bare de eroare au fost prea mici pentru a depăși dimensiunea simbolurilor și nu apar vizibile. **p < 0.001 sau ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01, ##p < 0.001 sau ###p < 0.0001) vs doza respectivă de metamfetamină (testul de comparație multiplă Tukey).
Efectele mefedronei asupra hipertermiei induse de metamfetamină
Mefedrona, ca și metamfetamina, provoacă hipertermie semnificativă (Hadlock și colab. 2011, Baumann și colab. 2012, Angoa-Perez și colab. 2012). Atunci când mefedrona a fost administrată cu 30 min înainte de fiecare injecție de metamfetamină, se poate observa în Fig. 4 că efectele principale ale dozelor de metamfetamină și mefedronă (F1,300 = 11.99, p < 0.0001) asupra timpului (F4,300 = 51.73, p < 0.0001) au fost foarte semnificative prin ANOVA în două direcții. Efectele principale ale mefedronei administrate în combinație cu 2,5 mg/kg metamfetamină (F4,120 = 41,44, p < 0,0001, panoul a) în timp (F30,120 = 3,84, p < 0,0001) sau 5,0 mg/kg metamfetamină (F4,120 = 78,09, p < 0,0001, panoul b) în timp (F30,120 = 9,98, p < 0,0001) au fost, de asemenea, foarte semnificative prin ANOVA în două direcții. Toate tratamentele cu oricare dintre dozele de metamfetamină ± mefedronă au fost semnificativ diferite de controalele respective (p < 0.0001 pentru toate tratamentele).
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/x0ik9hdwsw-jpg.4799/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig. 4
Efectele mefedronei asupra hipertermiei induse de metamfetamină. Șoarecii au fost tratați cu dozele indicate de mefedronă (MEPH) 30 min înainte de fiecare injecție de 2,5 (a) sau 5,0 mg / kg (b) metamfetamină (METH). Temperaturile centrale au fost măsurate la intervale de 20 min prin telemetrie începând cu 60 min înainte de prima injecție de metamfetamină. Cele 4 injecții cu metamfetamină sunt indicate de săgețile care se odihnesc pe axa x. Datele sunt exprimate ca temperatură corporală medie a 6-8 șoareci pe grup. SEM-urile au fost întotdeauna < 10% din medie și sunt omise din motive de claritate.
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității induse de amfetamină și MDMA
Pentru a testa dacă efectele de îmbunătățire ale mefedronei asupra metamfetaminei ar putea fi extinse la alte amfetamine neurotoxice, șoarecii au fost tratați cu această β-cetoamfetamină (20 mg / kg) plus amfetamină (4X 5 mg / kg) sau MDMA (4X 20 mg / kg) și rezultatele sunt prezentate în Fig. 5. Reamintim că mefedrona în sine nu reduce DA striatală, DAT sau TH (Angoa-Perez și colab. 2012). Efectul principal al medicamentului (F5,27 = 27.18, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru reducerile DA (Fig. 5a). De asemenea, se poate observa în Fig. 5a că toate tratamentele cu amfetamină (p < 0.001) sau MDMA (p < 0.001) singure sau în combinație cu mefedronă (p < 0.0001 pentru ambele medicamente) au redus semnificativ nivelurile DA de la control. Mefedrona a îmbunătățit semnificativ reducerile DA cauzate de amfetamină (p < 0.01) sau MDMA (p < 0.01). Fig. 5b arată efecte similare ale tratamentelor combinate cu medicamente asupra nivelurilor DAT în striatum. Efectul principal al medicamentului (F4,49 = 42.63, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru DAT. De asemenea, se poate observa în Fig. 5b că toate tratamentele cu amfetamină sau MDMA au fost semnificativ (p < 0.0001 pentru toate) mai mici în comparație cu controlul. Mefedrona a îmbunătățit, de asemenea, semnificativ reducerile DAT cauzate de amfetamină sau MDMA (p < 0.0001 în ambele cazuri). În cele din urmă, Fig. 5c arată că efectul principal al medicamentului (F4,50 = 75.06, p < 0.0001) a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională pentru reducerea TH. De asemenea, se poate observa în Fig. 5c că toate tratamentele cu amfetamină sau MDMA au fost semnificativ (p < 0.0001 pentru toate) mai mici în comparație cu controlul. Mefedrona a îmbunătățit, de asemenea, semnificativ reducerile TH cauzate de amfetamină sau MDMA (p < 0.0001 în ambele cazuri)
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/onvypkgxvn-jpg.4800/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig. 5
Efectele mefedronei asupra neurotoxicității terminațiilor nervoase DA induse de amfetamină sau MDMA. Șoarecii au fost tratați cu 20 mg / kg mefedronă (MEPH) cu 30 min înainte de fiecare injecție de 5,0 mg / kg amfetamină (AMPH) sau 20 mg / kg MDMA și sacrificați 2d după tratament pentru determinarea nivelurilor striatale de (a) DA prin HPLC. (b) DAT și (c) TH au fost determinate prin imunoblotting și blots au fost cuantificate utilizând ImageJ. Imunobloturile reprezentative pentru DAT și TH sunt incluse ca inserții la panourile (b) și (c), respectiv, iar tratamentele pentru ambele panouri sunt indicate prin 1,5: control; 2,6: MEPH; 3: AMPH; 4: AMPH + MEPH; 7: MDMA; și 8: MDMA + MEPH. Datele sunt medii ± SEM pentru 5-12 șoareci în fiecare grup. **p < 0.001 sau ***p < 0.0001 vs control și #p < 0.01 sau ###p < 0.0001 vs AMPH sau MDMA (testul de comparație multiplă al lui Tukey).
Efectele nomifensinei asupra neurotoxicității induse de metamfetamină
Nomifensina, un blocant puternic DAT fără potențial cunoscut de abuz sau neurotoxic, a fost testată pentru capacitatea sa de a proteja împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină și pentru contrastul cu acțiunile mefedronei asupra toxicității terminațiilor nervoase DA cauzate de metamfetamină, amfetamină și MDMA. Rezultatele din Fig. 6a arată că efectul principal al medicamentului (F3,16 = 63.39, p < 0.0001) asupra nivelurilor DA a fost foarte semnificativ prin ANOVA pe o singură cale. Nomifensina singură nu a modificat nivelurile DA, dar reducerea cauzată de metamfetamină (p < 0.0001) a fost ușor, dar semnificativ inversată de nomifensină (p < 0.01). Efectul principal al medicamentului (F3,20 = 16.78, p < 0.0001) asupra nivelurilor DAT a fost foarte semnificativ prin ANOVA unidirecțională, așa cum se arată în Fig. 6b. Nomifensina nu a modificat nivelurile DAT, dar a oferit o protecție semnificativă (p < 0.001) împotriva reducerii DAT striatale cauzate de metamfetamină (p < 0.0001) în comparație cu controlul. În cele din urmă, Fig. 6c arată că efectul principal al medicamentului (F3,15 = 14.10, p < 0.0001) asupra nivelurilor TH a fost foarte semnificativ prin ANOVA cu o singură cale. După cum sa observat pentru DA și DAT, reducerea TH cauzată de metamfetamină (p < 0.0001) a fost ușor, dar semnificativ prevenită de nomifensină (p < 0.01).
http://bbzzzsvqcrqtki6umym6itiixfhni37ybtt7mkbjyxn2pgllzxf2qgyd.onion/index.php?attachments/daczg9cwfv-jpg.4801/&hash=f31155ada4e59f22a35f9110aaa6a7e5
Fig. 6
Efectele nomifensinei asupra neurotoxicității terminațiilor nervoase DA induse de metamfetamină. Șoarecii au fost tratați cu 5,0 mg / kg nomifensină (NOM) 30 min înainte de fiecare injecție de 5,0 mg / kg de metamfetamină (METH) și sacrificați 2d mai târziu pentru determinarea nivelurilor striatale de (a) DA prin HPLC. (b) DAT și (c) TH au fost determinate prin imunoblotting și blots au fost cuantificate utilizând ImageJ. Imunobloturile reprezentative pentru DAT și TH sunt incluse ca inserții la panourile (b) și (c), respectiv. Datele sunt medii plus SEM pentru 5-7 șoareci pe grup. ***p < 0.0001 vs control (C) și #p < 0.01 sau ##p < 0.001 vs metamfetamină singură (testul de comparație multiplă al lui Tukey).
Discuție
Scopul prezentului studiu a fost de a determina dacă mefedrona ar preveni toxicitatea terminațiilor nervoase DA cauzată de metamfetamină. Pe baza similitudinii sale chimice cu metamfetamina și MDMA, inițial era de așteptat ca mefedrona să exercite efecte dăunătoare asupra sistemului neuronal DA. Cu toate acestea, mai multe studii au stabilit aproape simultan că mefedrona nu este toxică pentru terminațiile nervoase DA (Angoa-Perez et al. 2012, Baumann et al. 2012, Hadlock et al. 2011). Întrebarea dacă acest medicament provoacă daune sistemului neuronal 5-HT rămâne deschisă. Un studiu a raportat reduceri persistente ale funcției terminațiilor nervoase 5-HT (Hadlock și colab. 2011), în timp ce un altul a constatat că mefedrona nu provoacă daune (Baumann și colab. 2012). Mefedrona interacționează cu terminația nervoasă DA într-un mod care sugerează că aceasta stimulează într-adevăr eliberarea și blochează recaptarea DA prin interacțiunile sale cu DAT. O fațetă cheie a mecanismului de acțiune neurotoxic al metamfetaminei este capacitatea sa de a obține acces la terminațiile nervoase DA prin DAT și de a perturba homeostazia DA (Sulzer 2011). Dacă această etapă timpurie în cascada neurotoxică a metamfetaminei este împiedicată prin inhibarea DAT, toxicitatea este prevenită (Pu și colab. 1994, Poth și colab. 2012, Marek și colab. 1990, Schmidt și Gibb 1985). Am presupus că mefedrona ar putea avea aceeași proprietate protectoare ca și alți inhibitori DAT, dar am observat în schimb o creștere semnificativă a toxicității. Această interacțiune a fost observată folosind două doze diferite de metamfetamină care provoacă leziuni moderate sau severe ale terminațiilor nervoase DA (4X 2,5 sau 5,0 mg / kg, respectiv). Acest efect potențator al mefedronei nu s-a limitat la metamfetamină și s-a extins la amfetamină și MDMA, două medicamente care sunt adesea coabuzate cu mefedrona și alte β-cetoamfetamine (Feyissa și Kelly 2008, Schifano și colab. 2011, Kelly 2011). Prin urmare, în ciuda faptului că mefedrona nu provoacă toxicitate pentru cel puțin terminațiile nervoase DA ale striatumului, aceasta potențează efectele neurotoxice ale altor medicamente de abuz. Această nouă constatare ar trebui să prezinte abuzul de mefedronă în termeni și mai cruzi, deoarece lipsa sa de neurotoxicitate intrinsecă o poate face să pară inofensivă.
Hipertermia este un efect advers acut frecvent raportat al metamfetaminei (Greene et al. 2008) și al ingerării β-cetoamfetaminei la om (Borek și Holstege 2012, Prosser și Nelson 2012). La fel ca metamfetamina, multe dintre medicamentele β-cetoamfetamine provoacă, de asemenea, creșteri semnificative ale temperaturii centrale la rozătoare (Angoa-Perez et al. 2012, Hadlock et al. 2011, Baumann et al. 2012, Rockhold et al. 1997). Deși hipertermia cauzată de metamfetamină ar putea contribui la efectele sale morfologice și neuronale dăunătoare, nu este neapărat cazul ca hipertermia să fie cauza directă a acestor efecte (Kiyatkin și Sharma 2009). Am înregistrat temperaturile corporale centrale la șoarecii tratați cu mefedronă și metamfetamină și am observat că tratamentul combinat nu a crescut temperaturile dincolo de creșterile maxime observate după fiecare medicament în parte. Metamfetamina a provocat o creștere a temperaturii corporale legată de doză, iar această hipertermie a fost invariabilă pe întreaga gamă de doze de mefedronă testate. De fapt, scăderea post-injectare a temperaturii corporale observată după tratamentul cu mefedronă (Angoa-Perez et al. 2012) a fost menținută la doze mai mari de mefedronă plus metamfetamină. Chiar dacă hipertermia indusă de medicament nu a fost potențată de tratamentul medicamentos combinat, efectele neurotoxice au fost aditive. Prin urmare, cel puțin în cazul de față, se pare că efectele neurotoxice ale metamfetaminei pot fi potențate de mefedronă într-un mod independent de hipertermie.
Mefedrona inhibă în mod clar funcția DAT și blochează recaptarea DA in vitro (Lopez-Arnau et al. 2012, Hadlock et al. 2011, Kehr et al. 2011, Martinez-Clemente et al. 2012, Cozzi et al. 1999). Mefedrona deplasează WIN-35,428 din locul său de legare pe DAT, sugerând că este un inhibitor competitiv al captării DA (Martinez-Clemente et al. 2012, Lopez-Arnau et al. 2012). Potența mefedronei în această privință este foarte asemănătoare cu cea a metamfetaminei (Cozzi et al. 1999) și a MDMA (Escubedo et al. 2011). Nu se știe dacă mefedrona este transportată de DAT, dar methcathinone este (Cozzi și Foley 2003). Nomifensina și acidul amfonelic, care se leagă de DAT și inhibă captarea DA, oferă o protecție substanțială împotriva neurotoxicității induse de metamfetamină (Pu și colab. 1994, Marek și colab. 1990, Schmidt și Gibb 1985, Poth și colab. 2012), iar șoarecii lipsiți de DAT sunt rezistenți la toxicitatea neuronală a metamfetaminei (Fumagalli și colab. 1998). Știind că mefedrona este non-neurotoxică și un blocant DAT duce la predicția că ar trebui să prevină toxicitatea. Am testat nomifensina în această privință ca un control pozitiv și am confirmat că protejează împotriva depleției de DA, DAT și TH indusă de metamfetamină. Nomifensina inhibă, de asemenea, transportorul de noradrenalină (Brogden și colab. 1979), dar această proprietate nu poate explica rezultatele prezente, deoarece majoritatea β-cetoamfetaminei, inclusiv mefedrona, inhibă transportorul de noradrenalină și blochează absorbția noradrenalinei (Kelly 2011, Rothman și colab. 2003, Cozzi și colab. 1999, Sogawa și colab. 2011, Lopez-Arnau și colab. 2012). Un rol al sistemului neuronal 5-HT în unele dintre acțiunile farmacologice ale mefedronei este posibil în lumina capacității acestui medicament, ca și MDMA (Yamamoto et al. 1995), de a provoca efluxul DA striatale prin interacțiunile sale cu receptorii 5-HT2A (Lopez-Arnau et al. 2012, Martinez-Clemente et al. 2012). Hiper-locomoția cauzată de mefedronă este dependentă de 5-HT endogenă (Lopez-Arnau et al. 2012) și acest medicament stimulează, de asemenea, eliberarea de 5-HT și inhibă absorbția acestuia in vitro (Sogawa et al. 2011, Cozzi et al. 1999, Nagai et al. 2007, Hadlock et al. 2011, Lopez-Arnau et al. 2012, Martinez-Clemente et al. 2012) și in vivo (Baumann et al. 2012, Kehr et al. 2011). Cu toate acestea, putem exclude un rol pentru 5-HT endogenă în neurotoxicitatea DA cel puțin a metamfetaminei, arătând că șoarecii sărăciți genetic de 5-HT își păstrează sensibilitatea la neurotoxicitate (Thomas și colab. 2010).
Mefedrona ar putea spori neurotoxicitatea metamfetaminei prin mai multe mecanisme posibile. În primul rând, mefedrona ar putea interacționa cu VMAT pentru a provoca scurgeri de DA în citoplasma terminației nervoase presinaptice. Tratamentele care cresc rezerva citoplasmatică (adică, eliberabilă de medicament) de DA cresc neurotoxicitatea metamfetaminei (Thomas et al. 2008, Thomas et al. 2009, Schmidt et al. 1985). Acest mecanism nu este probabil, deoarece methcathinone interacționează doar slab cu VMAT (Cozzi și colab. 1999). În al doilea rând, combinația de mefedronă plus metamfetamină ar putea avea un efect sinergic asupra eliberării non-vesiculare a DA, dar această posibilitate pare, de asemenea, puțin probabilă în lumina rezultatelor care arată că tratamentul celulelor CHO care exprimă DAT sau SERT cu mefedronă plus metamfetamină nu are un efect aditiv asupra eliberării DA sau 5-HT (Sogawa și colab. 2011). În al treilea rând, mefedrona ar putea interacționa cu DAT într-un mod nou care contribuie la toxicitatea aditivă. S-a demonstrat că mephedrona în combinație cu metamfetamina provoacă citotoxicitate sinergică în celulele CHO care exprimă DAT sau SERT, dar nu și în celulele CHO de tip sălbatic cărora le lipsesc transportatorii (Sogawa și colab. 2011). Citotoxicitatea observată în celulele cultivate în aceste studii (de exemplu, eliberarea LDH) este foarte diferită de deteriorarea terminațiilor nervoase DA cauzate de metamfetamină, dar acest mecanism sugerează un rol interesant, dar nedefinit pentru DAT în citotoxicitatea crescută. În cele din urmă, mefedrona ar putea modifica metabolismul metamfetaminei. Mefedrona este metabolizată în principal prin N-demetilare (Meyer și Maurer 2010), la fel ca metamfetamina și MDMA (Caldwell 1976). Sprijinul pentru acest mecanism provine din demonstrarea faptului că metamfetamina și MDMA inhibă reciproc producerea metaboliților lor primari respectivi și ridică nivelurile plasmatice ale drogurilor peste cele observate după administrarea oricăruia dintre droguri în monoterapie (Kuwayama et al. 2012). Dozele de mefedronă utilizate în prezent și în studiul nostru anterior (Angoa-Perez et al. 2012), deși ridicate, nu sunt neurotoxice și se încadrează în intervalul abuzat de oameni (McErath și O'Neill 2011). Prin urmare, mefedrona ar putea acționa ca MDMA pentru a crește nivelurile plasmatice de metamfetamină prin inhibarea metabolismului acesteia. Va fi necesară o analiză farmacocinetică aprofundată pentru a confirma această ultimă posibilitate.
Abuzul de β-cetoamfetamine crește într-un ritm alarmant, iar mefedrona este acum unul dintre cele mai frecvent utilizate droguri, după canabis, MDMA și cocaină (Morris 2010, Winstock et al. 2011b). În plus, mefedrona induce senzații mai puternice de poftă la oameni în comparație cu MDMA (Brunt et al. 2011), iar consumatorii care inhalează mefedrona o consideră mai dependentă decât cocaina (Winstock et al. 2011b). Mefedrona este consumată de oameni într-o manieră asemănătoare consumului excesiv (adică "stivuire") și este adesea consumată împreună cu alte droguri, cum ar fi canabisul și psihostimulantele amfetamine (Schifano et al. 2011, Fass et al. 2012, Winstock et al. 2011a, Kelly 2011, Torrance și Cooper 2010). Mefedrona se găsește din ce în ce mai des în comprimate vândute ca MDMA (Brunt et al. 2011), iar utilizarea sa o va depăși probabil pe cea a MDMA pe măsură ce puritatea acestui din urmă drog continuă să scadă (Brunt et al. 2011, Tanner-Smith 2006, Teng et al. 2006). Pe baza modelelor comune de abuz de mefedronă și alte ingrediente ale "sărurilor de baie", este important să se analizeze dacă apar riscuri suplimentare pentru sănătatea umană atunci când aceste medicamente sunt combinate cu amfetaminele în mod intenționat sau involuntar. Rezultatele noastre care arată că cel puțin mefedrona sporește semnificativ neurotoxicitatea terminațiilor nervoase DA din striatum cauzată de metamfetamină, amfetamină și MDMA dezvăluie o proprietate deosebit de periculoasă și neașteptată a acestei β-cetoamfetamine.
Abrevieri utilizate
5-HT serotonină
DA dopamină
DAT Transportator DA
MDMA 3,4-metilendioximetamfetamină
TH tirozină hidroxilază
VMAT transportor vezicular de monoamină
