Gabapentin`in fosfatidilkolin hücre zarı lipitleri ile etkileşmelerinin incelenmesi

Abstract

Epilepsi normal beyin fonksiyonlarının tekrarlayan ve öngörülemeyen kesintileri ile karakterize nörolojik bir bozukluktur. Epilepsinin kesin tedavisi olmamakla birlikte mevcut farmakolojik yaklaşımlar yalnızca nöbetleri baskılamaktadır. Gamma aminobütirik asit'in (GABA) yapısal analoğu olan antiepileptik ilaç (AEİ) Gabapentin'in (GBP) etki mekanizması halen tam olarak bilinmemektedir. GBP'nin epilepsi tedavisindeki rolünü açıklamaya yönelik bilgiler elde etmek amacıyla ilacın hücre zarı lipitleri ile etkileşiminin araştırılması yeni AEİ'lerin geliştirilebilmesi için önemlidir. Fakat hücre zarları karmaşık olduklarından bu tarz çalışmaların uygulanması ve yorumlanması oldukça zordur bu sebepten hücre zarına benzer özelliklere sahip model membran sistemleri ile çalışmak genel bir yaklaşımdır. Bu amaç doğrultusunda, çalışmamızda değişen konsantrasyonlardaki (%1, %5, %10, %20 mol) GBP'nin DPPC ana faz geçiş sıcaklığı, faz geçiş entalpisi, düzeni, dinamiği, hidrokarbon zincir ve kafa gruplarının hidrojen bağı yapma kapasiteleri üzerine etkileri sıcaklığa bağlı olarak saptandı. Bu incelemeler, Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) teknikleri kullanılarak gerçekleştirildi. FT-IR verileri, ilacın DPPC lipitlerinin hidrofobik kısımlarıyla kuvvetli bir potansiyel etkileşimin söz konusu olabileceğini ve sistemin açil zincir düzeninin azalttığını gösterdi. Ayrıca, GBP'nin, fosfalipitlerin karbonil (C=O) ve kafa gruplarının (PO-2) hidrojen bağı yapma kapasitelerini artırdığı tespit edildi. DSC verileri, GBP'nin konsantrasyona bağlı olarak DPPC ana faz geçiş sıcaklığı üzerinde bifazik etki gösterdiği ve entalpi değerlerini azalttığı bilgisini verdi.Sonuçlara göre, GBP'nin beyin hücre zarında yaygın olarak bulunan PC lipitleri ile etkileşimlerinin GBP'nin aksiyon mekanizmasında belirgin bir role sahip olabileceği söylenebilir. Bu sonuçlar, GBP'nin biyolojik sistemlerdeki moleküler düzeydeki etkilerinin anlaşılmasına katkıda bulunacaktır.

Epilepsy is a neurological disorder characterized by repeated and unpredictable distruption of brain functions. Although there is no definite cure for epilepsy, antiepileptic drugs only suppress seizures. Gabapentin (GBP), a structural analogue of inhibitory neurotransmitter in central nervous system gamma aminobutiric acid (GABA), is an anticonvulsant with unknown molecular mechanism. Investigation of interaction of GBP with membrane lipids is important to obtain information its role in treatment of epilepsy, and the development of new antiepileptic agents (AEDs). However, applications of these studies are difficult due to complexity of cell membrane systems, therefore; it is general approach to study with model membrane systems. For this purpose, in the current study, the effects of GBP at different concentrations (1%, 5%, 10%, 20% moles) on main phase transition temperature, phase transition enthalpy, membrane order, membrane dynamics, hydrocarbon chain and head groups of DPPC lipids were studied by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) techniques. FTIR results showed that GBP potentially interacts with hydrophobic parts of DPPC lipids and decreases membrane order. Furthermore, GBP changes hydrogen bonding capacity of carbonyl groups (C=O) and head groups (PO-2). DSC data revealed that GBP shows biphasic effect on DPPC main phase transition temperature and it reduces enthalpy values.Hence, it can be stated that PC lipids, mostly found in brain cell membrane, might have a role in the action mechanism of GBP. The findings may contribute to the understanding of interactions of GBP with biological systems and its action mechanisms at molecular level.