Endogenous and exogenous serotonin, but not sumatriptan, ameliorate seizures and neuroinflammation in the pentylenetetrazole-induced seizure model in rats / A serotonina endógena e exógena, mas não o sumatriptano, melhora as convulsões e a neuroinflamação no modelo de convulsão induzida por pentilenotetrazol em ratos

ABSTRACT Background: Epilepsy has neuropsychiatric comorbidities such as depression, bipolar disorder, and anxiety. Drugs that target epilepsy may also be useful for its neuropsychiatric comorbidities. Objective: To investigate the effects of serotonergic modulation on pro-inflammatory cytokines and the seizures in pentylenetetrazole (PTZ)-induced seizure model in rats. Methods: Male Wistar rats were injected intraperitoneally with serotonin, selective serotonin reuptake inhibitor fluoxetine, 5-HT1B/D receptor agonist sumatriptan, or saline 30 min prior to PTZ treatment. Behavioral seizures were assessed by the Racine's scale. Concentrations of IL-1β, IL-6, and TNF-α in serum and brain tissue were determined by ELISA. Results: Serotonin and fluoxetine, but not sumatriptan, alleviated PTZ-induced seizures by prolonging onset times of myoclonic-jerk and generalized tonic-clonic seizures. The anti-seizure effect of fluoxetine was greater than that of serotonin. Likewise, serotonin and fluoxetine, but not sumatriptan, reduced PTZ-induced increases in the levels of IL-1β and IL-6 in both serum and brain tissue. None of the administered drugs including PTZ affected TNF-α concentrations. Conclusions: Our findings suggest that endogenous and exogenous serotonin exhibits anticonvulsant effects by suppressing the neuroinflammation. It seems that 5-HT1B/D receptors do not mediate anticonvulsant and anti-neuroinflammatory effects of serotonin.

RESUMO Antecedentes: A epilepsia apresenta comorbidades neuropsiquiátricas como depressão, transtorno bipolar e ansiedade. Os medicamentos que visam o tratamento da epilepsia podem ser úteis para a epilepsia e suas comorbidades neuropsiquiátricas. Objetivo: Investigar os efeitos da modulação serotonérgica em citocinas pró-inflamatórias e as convulsões no modelo de convulsão induzida por pentilenotetrazol (PTZ) em ratos. Métodos: Ratos Wistar machos foram injetados intraperitonealmente com serotonina, inibidor seletivo da recaptação da serotonina fluoxetina, sumatriptano agonista do receptor 5-HT1B / D ou solução salina 30 min antes do tratamento com PTZ. As crises comportamentais foram avaliadas pela escala de Racine. As concentrações de IL-1β, IL-6 e TNF-α no soro e tecido cerebral foram determinadas por ELISA. Resultados: A serotonina e a fluoxetina, mas não o sumatriptano, aliviaram as convulsões induzidas por PTZ ao prolongar os tempos de início das convulsões mioclônicas e tônico-clônicas generalizadas. O efeito anticonvulsivo da fluoxetina foi maior do que o da serotonina. Da mesma forma, a serotonina e a fluoxetina, mas não o sumatriptano, reduziram os aumentos induzidos por PTZ nos níveis de IL-1β e IL-6 no soro e no tecido cerebral. Nenhum dos medicamentos administrados, incluindo PTZ, alterou as concentrações de TNF-α. Conclusões: Nossos achados sugerem que a serotonina endógena e exógena exibe efeitos anticonvulsivantes por suprimir a neuroinflamação. Aparentemente, os receptores 5-HT1B / D não medeiam os efeitos anticonvulsivantes e anti-neuroinflamatórios da serotonina.

Modulatory effects of neuropeptides on pentylenetetrazol-induced epileptic seizures and neuroinflammation in rats

SUMMARY OBJECTIVE We aimed to explore the effects of neuropeptides ghrelin, obestatin, and vasoactive intestinal peptide (VIP) on seizures and plasma concentrations of neuroinflammation biomarkers including calcitonin gene-related peptide (CGRP), substance-P (SP), and interleukin-1 beta (IL-1β) in pentylenetetrazol-induced seizures in rats. METHODS Ghrelin (80 µg/kg), obestatin (1 µg/kg), VIP (25 ng/kg) or saline were administered to rats intraperitoneally 30 min before pentylenetetrazole (PTZ, 50 mg/kg) injections. Stages of epileptic seizures were evaluated by Racine's scale, and plasma CGRP, SP, and IL-1β concentrations were measured using ELISA. RESULTS Both obestatin and VIP shortened onset-time of generalized tonic-clonic seizure, respectively, moreover VIP also shortened the onset-time of first myoclonic-jerk induced by PTZ. While PTZ increased plasma CGRP, SP and IL-1β concentrations, ghrelin reduced the increases evoked by PTZ. While VIP further increased PTZ-evoked CGRP levels, it diminished IL-1β concentrations. However, obestatin did not change CGRP, SP, and IL-1β concentrations. CONCLUSION Our results suggest that ghrelin acts as an anticonvulsant, obestatin acts as a proconvulsant, and VIP has dual action on epilepsy. Receptors of those neuropeptides may be promising targets for epilepsy treatment.

RESUMO OBJETIVO Nosso objetivo foi explorar os efeitos dos neuropeptídeos grelina, obestatina e peptídeo intestinal vasoativo (VIP) nas convulsões e concentrações plasmáticas de biomarcadores neuroinflamatórios, incluindo peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), substância-P (SP) e interleucina-1 beta (IL-1β) em convulsões induzidas por pentilenotetrazol em ratos. MÉTODOS Grelina (80 µg/kg), obestatina (1 µg/kg), VIP (25 ng/kg) ou solução salina foram administrados a ratos intraperitonealmente 30 minutos antes de injeções de pentilenotetrazol (PTZ, 50 mg/kg). Os estágios das crises epilépticas foram avaliados pela escala de Racine e as concentrações plasmáticas de CGRP, SP e IL-1β foram medidas usando Elisa. RESULTADOS Tanto a obestatina quanto o VIP encurtaram o tempo de início da crise tônico-clônica generalizada, respectivamente. Além disso, o VIP também encurtou o tempo de início do primeiro impulso mioclônico induzido por PTZ. Enquanto o PTZ aumentou as concentrações plasmáticas de CGRP, SP e IL-1β, a grelina reduziu os aumentos evocados por PTZ. Enquanto o VIP aumenta ainda mais os níveis de CGRP evocados por PTZ, diminui as concentrações de IL-1β. No entanto, a obestatina não alterou as concentrações de CGRP, SP e IL-1β. CONCLUSÃO Nossos resultados sugerem que a grelina tem anticonvulsivante, a obestatina tem proconvulsivante e o VIP tem ação dupla na epilepsia. Receptores desses neuropeptídeos podem ser alvos promissores para o tratamento da epilepsia.