Effect of Antiepileptic and Antimyoclonic Drugs on Serotonin Receptors in vitro

Summary: To determine if the mechanism of action of clinical and investigational antiepileptic and antimyoclonic drugs or neuropeptides involves direct actions at serotonin (5-HT) receptors, the activity of various compounds in vitro at 5-HT1 (with subtypes) and 5-HT2 sites was measured in adult rat brainstem, spinal cord, and neocortex. Adrenocorticotropic hormone (ACTH1–39) noncompetitively inhibited specific binding at 5-HT1, 5-HT1A, and 5-HT2 sites in brainstem and neocortex [concentrations required to displace 50% of ligand binding (IC50s) 4–8 × 10-5M]. ACTH1–24, ACTH1–17, and ACTH.4–10 were sequentially less active, and ACTH34–39 and corticosterone were inactive. D-Ala2, Leu5-enkephalinamide, but not D-Ala2, Met5-enkephalinamide, also displaced spinal and neocortical 5-HT2 sites (IC50 6 × 10 -5M). Piracetam, glycine, and the clinical antiepileptics valproate, phenacemide, phenytoin, carbamazepine, phenobarbital, diazepam, clonazepam, nitrazepam, and ethosuximide did not displace serotonergic radioligands, but melacimide showed some activity at 5-HT1 sites (IC50 7–9 × 10-5M). Anticonvulsant inactivity at 5-HT receptors in vitro correlates with the lack of antimyoclonic activity in 5-HT lesion myoclonic models but not with antimyoclonic efficacy in humans. These data indicate that acute effects of these anticonvulsants cannot be attributed to direct action at the 5-HT receptor recognition site in the rat. In contrast, ACTH showed mild in vitro displacement and regional specificity but only at micromolar concentrations. RESUME Afin de determiner si les mecanismes ďaction des antiepileptiques et antimyocloniques cliniques ou experimentaux passe par une action directe au niveau des recepteurs a la serotonine (5-HT), ľactivite in vitro de differents composes a ete mesuree au niveau des recepteurs 5-HT1 (avec sous-classes) et 5-HT2 dans le tronc cerebral, la moelle epiniere et le neocortex de rats adultes. ĽACTH1–39 a inhibe de facon non competitive la liaison specifique aux sites 5-HT1, 5-HT1A et 5-HT2 du tronc cerebral et du neocortex (IC50s 4–8 × 10-5M). Ľinhibition de liaison aux recepteurs 5-HT1 et 5-HT2 par ľACTH1–39 etait non competitive. ĽACTH1–24, ľACTH1–17 et ľACTH4–10 etaient moins actifs et se sont montres competitifs. ĽACTH34–39 et la corticosterone etaient inactifs. La D-Ala2, Leu5-enkephalinamide (DADLE), mais non la D-Ala2, Met5-enkephalinamide (DALA), a aussi deplace les sites 5-HT2 spinaux et neocorticaux (IC50 6 × 10-5). Le piracetam et les antiepileptiques cliniques (valproate, phenacemide, phenytoine, carbamazepine, phenobarbital, diazepam, clonazepam, nitrazepam et ethosuximide) n'ont pas deplace les radioligands serotoninergiques. Ľabsence ďactivite anticonvulsivante in vitro au niveau des recepteurs 5-HT est correlee aľabsence ďactivite antimyoclonique dans les modeles de myoclonus par lesion 5-HT, mais pas avec ľefficacite antimyoclonique chez ľhomme. Ces resultats indiquent que les effets antiepileptiques de ces composes ne peuvent pas etre attribues a une action directe au niveau ďidentification du recepteur 5-HT chez le rat. En revanche, ľACTH a demontr5e un deplacement in vitro modere et une specificite regionale, mais seulement a des concentrations micromolaires. RESUMEN Para determinar si el mecanismo de accion de los antiepilepticos usados en clinica o en investigation y las drogas antimioclonicas o los neuropeptides incluyen una action directa sobre los receptores de la serotonina (5-HT), se ha medido la actividad de varios compuestos, in vitro, en los lugares-receptores de la 5-HT1 (con subtipos) y de la 5-HT2 en el tronco cerebral, la medula espinal y el neocortex de ratas adultas. El ACTH1–39 inhibio el acoplamiento especifico de modo no competitivo de la 5-HT1, la 5-HT1A, y la 5-HT2 en el tronco cerebral y en el neocortex (IC50s 4–8 × 10-5M). La inhibition del acoplamiento en el receptor de la 5-HT1, y la 5-HT2 por el ACTH1–39 fue nocompetitiva. El ACTH1–26 el ACTH1–17, y el ACTH4–10 fueron menos activos de modo secuencial y el ACTH36–39 y la corticosterona fueron inactivos. La D-Ala2, Leu5-encefalinamida (DADLE), pero no la D-Ala2, Met5-encefalinamida (DALA), tambien desplazo a la 5-HT2 de los lugares de acoplamiento en la mddula y en el neocortex (IC50 6 × 10-5M). El piracetam y los antiepilepticos clinicos, valproate fenacemida, fenitoina, carbamazepina, fenobarbital, diazepam, clonozepam, nitrazepam y etosuximida no desplazaron los radioligandos sorotonergicos. La inactividad anticonvulsiva de los receptores 5-HT, in vitro, se correlacionan con la falta de actividad antimioclonica en los modelos mioclonicos con lesion de la 5-HT, pero no con la eficacia antimioclonica en humanos. Esta informacion indica que los efectos agudos de estas drogas no pueden atribuirse a la accion directa en el receptor de la 5-HT en la rata. Por el con-trario el ACTH muestra un moderado desplazamiento in vitro y una especificidad regional, pero sblamente en concentrations micromolares.