There is evidence that while polyamines facilitate seizures by positively modulating N-methyl-D-aspartate receptors (NMDAr), selective antagonists of the NR2B-subunit decrease seizures. However, it remains undetermined whether traxoprodil (CP-101,606), an ifenprodil analog that acts as a selective antagonist of the NR2B subunit of the NMDAr, decreases seizure activity. In the current study we investigated whether traxoprodil alters PTZ-induced seizures in adult male Wistar rats by behavioral and electroencephalographical methods. Spermidine (SPD) (2 nmol/site; i.c.v.) facilitated behavioral and electroencephalographical seizures induced by a normally subeffective dose of PTZ (35 mg/kg; i.p.), but did not alter seizure activity induced by convulsant dose of PTZ (70 mg/kg; i.p). Traxoprodil (20 nmol i.c.v.) increased the latency to generalized tonic clonic seizures induced by PTZ (70 mg/kg; i.p). The oral administration of traxoprodil (60 mg/kg) increased the latency to clonic and tonic-clonic seizures, and decreased total time spent in seizures. These data constitute pharmacological evidence supporting a role for NR2B subunit in PTZ-induced seizures. While more studies are necessary to determine whether traxoprodil is a useful anticonvulsant in clinical settings, NR2B subunits may represent new targets of drug development for convulsive disorders. / Há evidências de que as poliaminas facilitam convulsões por modular positivamente os receptores N-metil-D-aspartato (NMDAr), e que os antagonistas seletivos a subunidade NR2B do NMDAr têm atividade anticonvulsivante. Entretanto, permanece indeterminado se o traxoprodil (CP-101,606), um análogo do ifenprodil que age como antagonista seletivo na subunidade NR2B do NMDAr, tem efeito anticonvulsivante. Neste estudo investigamos se o traxoprodil altera as convulsões induzidas por pentilenotetrazol (PTZ) em ratos Wistar machos por meio de métodos comportamentais e eletroencéfalográficos (EEG). Espermidina (SPD) (2 nmol/sítio; i.c.v.) facilita as convulsões comportamentais e eletroencéfalográficas induzidas por doses subconvulsivantes de PTZ (35 mg/kg; i.p.), mas não altera a atividade convulsiva induzida por dose plenamente convulsivante de PTZ (70 mg/kg; i.p.). Traxoprodil (20 nmol i.c.v.) aumenta a latência para convulsão tônico-clônica generalizada induzida por PTZ (70 mg/kg; i.p.). A administração oral de traxoprodil (60 mg/kg) aumenta as latências para convulsão clônica e tônico-clônica generalizada e diminui a duração total das convulsões induzidas por PTZ (70 mg/kg; i.p.). Esses dados mostram que o traxoprodil diminui as convulsões induzidas por PTZ, um modelo animal com bom poder de predição de atividade convulsivante em humanos, e sugerem um papel para a subunidade NR2B nas convulsões induzidas por PTZ. Enquanto mais estudos são necessários para determinar se o traxoprodil tem, de fato, atividade anticonvulsivante na clínica, as subunidades NR2B podem representar um novo alvo para o desenvolvimento de drogas anticonvulsivantes.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Polyamines, such as spermidine and spermine, have been reported to improve memory retention through the activation of N-methyl-D-aspartate receptors (NMDAr). However whether polyamine agonists and antagonists alter extinction remains unclear. In the current study, we investigated whether spermidine and polyamine antagonists that selectively block the NR2B subunit at the NMDAr alter the extinction of contextual conditioned fear in male Wistar rats. While the bilateral intrahippocampal administration of exogenous spermidine (2 nmol/site) facilitated the extinction of fear conditioning, the injection of the antagonists arcaine (0.2 nmol/site), ifenprodil (20 nmol/site) and traxoprodil (0.2 nmol/site), disrupted fear extinction. NMDAr antagonists, at doses that had no effect per se, reversed the facilitatory effect of spermidine on fear extinction. These results suggest that exogenous and endogenous polyamines facilitate the extinction of contextual conditioned fear through activation of NR2B subunit-containing NMDAr in the hippocampus. Since extinction-based exposure therapy is widely used as treatment for a number of anxiety-related disorders, including phobias and post-traumatic stress, the currently reported facilitation of extinction by polyaminergic agents suggest these compounds as putative candidates for drug development. / As poliaminas, como espermidina e espermina, são aminas alifáticas que estão presentes no sistema nervoso central e que se ligam na subunidade NR2B do receptor N-metil-D-aspartato (rNMDA). Tem-se demonstrado que a administração sistêmica, intrahipocampal e intraamígdala de poliaminas melhoram a aquisição e retenção da memória em ratos. Entretanto, seu efeito sobre a extinção do medo condicionado não foi investigado. No presente estudo, investigamos se a administração intrahipocampal de espermidina e de antagonistas seletivos para a subunidade NR2B do rNMDA alteram a extinção do medo condicionado contextual em ratos Wistar machos. A administração intrahipocampal de espermidina (2 nmol/sítio) facilitou a extinção do medo condicionado, enquanto que a injeção dos antagonistas do rNMDA, arcaína (0,2 nmol/sítio), ifenprodil (20 nmol/sítio) e traxoprodil (0,2 nmol/sítio), bloquearam a extinção do medo condicionado contextual. Já a administração dos antagonistas do rNMDA, em doses sem efeito per se, reverteu a facilitação da extinção induzida por espermidina. Estes resultados sugerem que as poliaminas facilitam a extinção do medo condicionado contextual através da ativação da subunidade NR2B do rNMDA hipocampal. Tendo em vista que a terapia baseada em exposição é um método amplamente utilizado como tratamento para diversos tipos de distúrbios relacionados com ansiedade, incluindo fobias e estresse pós-traumático, a facilitação da extinção causada pela administração de espermidina coloca este composto com um possível candidato para o desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento destas patologias.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Alzheimer s disease (AD), β-amyloid peptide (Aβ) has been linked with synaptic loss and cognitive dysfunction, albeit the precise mechanism remains unknown. An involvement of N-Methyl-D-Aspartate receptors (NMDAR) in AD is proposed, since its inhibition attenuates some aspects of AD s neuropathology. In this regard, polyamines, like spermidine and spermine, positive modulators of NMDARs, have been shown to have both concentration and synthesis increased by Aβ. Using the novel object recognition task we showed that negative modulation of polyamine system, been trough blockade of its binding site at NMDAR by arcaine (0.02 nmol/site), traxoprodil (0.002 nmol/site), or inhibition of polyamine synthesis by DFMO (2.7 nmol/site), reverses Aβ25-35-induced memory impairment in mice. The activation of polyamine binding site at NMDAR located at extrasynaptic sites might underlie the cognitive deficits of Aβ25-35-treated mice, since incubation of hippocampal neuron cultures with spermidine (400 μM) or Aβ25-35 (10 μM) significantly increased nuclear accumulation of jacob protein, a marker of extrasynaptic NMDAR activation. Moreover, traxoprodil (4nM), arcaine (4 μM) or DFMO (5 μM) blocked the Aβ-induced jacob nuclear translocation. Activation of extrasynaptic NMDAR in neurons leads to striping of synaptic contacts and simplification of neuronal cytoarchitecture. Incubation of hippocampal neuron cultures with traxoprodil (4 Nm), arcaine (4 μM) or DFMO (5 μM) reversed the deleterious effects of Aβ25-35 on dendritic spine number and spine morphology. We also evaluated the involvement of A-type K+ currents on the Aβ25-35-induced memory impairment. Administration of Tx3-1 (3 100 pmol/site), a selective IA blocker, restored memory of mice injected with Aβ25-35 and tested on the novel object recognition task The reversal of memory impairment and the protective effect on dendritic spine alterations exerted by the modulators of the polyamine system suggest the polyamine binding site at extrasynaptic NMDAR a potential player in Aβ-induced cognitive deficit. / O peptídeo β-amiloide (Aβ), reconhecido como agente tóxico na Doença de Alzheimer (DA) é implicado como causador de danos cognitivos e sinápticos, apesar de os mecanismos não serem completamente compreendidos. O envolvimento do receptor N-metil-D-aspartato (NMDA) na DA é sugerido, visto que o seu bloqueio atenua alguns aspectos neuropatológicos da DA. Nesse contexto, tem sido demonstrado que as poliaminas, como espermidina e espermina, moduladores positivos do receptor NMDA, possuem níveis e síntese elevada tanto no cérebro de pacientes com DA como em preparações in vitro utilizando o peptídeo Aβ. Neste estudo demonstrou-se que a modulação do sistema das poliaminas, através do bloqueio do seu sítio de ligação no receptor NMDA por arcaína (0,02 nmol/sítio), traxoprodil (0,002 nmol/sítio) ou da inibição de sua síntese por DFMO (2,7 nmol/sítio), reverte o déficit cognitivo induzido pela injeção de Aβ25-35 em camundongos testados na tarefa de reconhecimento de objetos. A ativação do sítio de ligação das poliaminas em receptores NMDA extrassinápticos pode subjazer o déficit cognitivo de camundongos injetados com Aβ25-35, visto que a incubação de culturas primárias de neurônios hipocampais com espermidina (400 μM), NMDA (200 μM) ou Aβ25-35 (10 μM) aumenta o acúmulo nuclear de jacob, um marcador de ativação de receptores NMDA extrassinápticos, de maneira significante. Ademais, traxoprodil (4 nM), arcaína (4 μM) ou DFMO (5 μM) bloquearam o acúmulo nuclear de jacob induzido por Aβ. A ativação de receptores NMDA extrassinápticos em neurônios leva a simplificação da citoarquitetura neuronal e a diminuição de contatos sinápticos. Aqui demonstrou-se que a incubação de culturas de neurônios hipocampais com traxoprodil (4 nM), arcaína (4 μM) ou DFMO (5 μM) reverte as alterações na a densidade e morfologia de espinhas dendríticas induzido pela incubação com Aβ25-35. Ainda, também avaliou-se o envolvimento de correntes de K+ do tipo A no déficit cognitivo induzido pela injeção i.c.v. de Aβ25-35. A administração de Tx3-1 (3 100 pmol/sítio), um bloqueador seletivo de correntes IA, reverteu o prejuízo de memória de camundongos injetados com Aβ25-35 e testados na tarefa de reconhecimento de objetos. A reversão dos danos cognitivos e sinápticos induzidos por Aβ25-35 através da modulação do sistema das poliaminas sugere a estimulação do sítio de ligação das poliaminas no receptor NMDA, possivelmente extrassínaptico, como um dos mecanimos por trás do déficit cognitivo induzido pelo peptídeo Aβ.