Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von ( +/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid (SIB-1553A) in einer Formulierung zur Erhöhung der motorischen Leistung.
Auf dem Gebiet werden verschiedene Arten von Medikamenten bei der Behandlung von Angststörungen verwendet, so auch Antidepressiva und Betabiocker. Diese Medikationen können bei der Steuerung und Linderung von Angstsymptomen wirksam sein.
Viele Angstmedikamente können auch unangenehme und ungewollte Nebenwirkungen aufweisen. Dazu gehören Zittern, Kopfschmerz, Übelkeit, Bauchschmerz, trockener Mund, Gewichtszunahme, Schwindel und Sexualdysfunktion. Angstmedikationen können auch zur Abhängigkeit führen, und bei Langzeitanwendung kann ein Entzug schwierig sein.
Beispielsweise machen Benzodiazepine, die üblicherweise zur Behandlung von Angststörungen verschrieben werden, bei längerer Verwendung extrem süchtig. Es kann sich innerhalb weniger Wochen eine Medikamententoleranz einstellen. Die Folge davon ist, dass höhere Dosierungen notwendig sind, um dieselbe Erleichterung wie vorher zu erzielen. Mit zunehmender Abhängigkeit von der Angstmedikation wird es auch schwieriger, diese nicht mehr zu nehmen. Wird die Verabreichung von Benzodiazepinen abrupt gestoppt, kann es zu schweren Entzugserscheinungen wie Ruhelosigkeit, Schlaflosigkeit und neuerliche Angst kommen. Um Entzug geht es auch, wenn selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer während der Behandlung von Angststörungen verabreicht werden. Bei zu rascher Absetzung kann der Patient an Symptomen wie Schwindel, Übelkeit, Müdigkeit und Erinnerungsproblemen leiden.
Grosse Angst und Depressionen sind ebenfalls üblich bei Entzugserscheinungen.
Kognitive Enhancer (CE) sind Verbindungen, die das finale Leistungsniveau steigern (1) . Die Entwicklung solcher Substanzen ist von klinischer Bedeutung für eine Steigerung der kognitiven Leistung oder die Behandlung von kognitiver Dysfunktion in Zusammenhang mit Alterung, neurodegenerativen Erkrankungen und psychiatrischen Störungen. Es wurde über eine Reihe von Verbindungen als potentielle Gedächtnis- oder kognitive CEs berichtet (siehe z.B. Tabelle A) , und einige davon wurden bereits in klinischen Versuchen bewertet (2-4). Dabei wurde die Modulation mehrerer Rezeptorsysteme untersucht. Tabelle A: Potentielle kognitive Enhancer ARZNEIMITTEL LABYRINTH/TIER LIT.
D-Cycloserin T-Labyrinth-Aufgäbe : (Männliche Long- Evans) 15
Teilagonist NMDA Ratten
R-assoziierte Passive Vermeidungsaufgabe: (Long-Evans)
Glycinstelle Ratten
Durst-motivierte Linearlabyrinth- 13 Lernaufgabe (Männliche Swiss) Mäuse
Fussstossv[beta]rmeidungsaufgäbe. Mäuse 19
Arm-Radiallabyrinth (DNMS) . (Männliche 17,47, Black- istar) Ratten 48
Wasserlabyrinth-Aufgäbe (Referenzgedächtnis) 14, 20 Ratten
RS67333 Morris-Wasserlabyrinth: (Sprague-Dawley) 17, 41,
Agonist 5-HT4- Ratten; mit Atropin behandelte Ratten 42 Rezeptor
SIB-1553A Delayed Nonmatching to Place: C57BL/6-Mäuse 26, 27
Agonist ss-4- T-Labyrinth: C57BL/6-Mäuse Nikotinrezeptor Morris Water Maze: Alte Fisher-Ratten
S6S742 Passiver Vermeidungstest: Männliche Mäuse 36, 4
GABAb-Antagonist Soziale Lernaufgabe: Männliche Spraque- 36 Dawley-Ratten
8-Arm-Radiallabyrinth-Aufgäbe : Long-Evans- 32
<EMI ID=2.1>
Ratten
N-Methyl-D-aspartat- (NMDA) -Rezeptoren sind beispielsweise in Nervenbahnen am Lernen und an der Gedächtnisbildung beteiligt, und mehrere pharmakologische Studien, die gezeigt haben, dass vor der Trainingseinheit verabreichte Antagonisten des NMDA-Rezeptorkomplexes bestimmte Arten des Lernens und Erinnerns stören (5-7) , untermauern diese Schlussfolgerung.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Formulierungen, die zur Erhöhung der motorischen Leistung eines Individuums oder Tiers verwendet werden können.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von (+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid (SIB-1553A) in einer Formulierung zur Erhöhung der motorischen Leistung.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass SIB-1553A zur Erhöhung der motorischen Leistung eines Individuums oder Tiers verwendet werden kann.
(+/-) -4-[ [2-(l-Methyl-2-pyrrolidinyl)ethyl]thio]phenolhydrochlorid kann auch zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder Prävention von Angststörungen verwendet werden.
(+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid (SIB-1553A) ist ein nikotinischer AcetylcholinrezeptorLigand (nAChR-Ligand) mit agonistischer Selektivität für die ss4Untereinheit enthaltende humane neuronale nAChRs (24) . SIB-1553A steigert die kognitive Leistung bei Nagern mit cholinerger Dysfunktion, gekoppelt mit einem verbesserten Sicherheitsprofil bezüglich Nikotin. Darüber hinaus zeigte sich, dass SIB-1553A die Freisetzung von Acetylcholin, Dopamin und Norepinephrin aus dem Hippocampus und dem frontalen Kortex bei jungen erwachsenen Ratten stimuliert (25) .
Die subkutane Verabreichung von SIB-1553A verbesserte die delayed-non-matching-to-place-Leistung bei alten Mäusen. Die intramuskuläre und orale Verabreichung an alte Rhesusaffen verbesserte die Wahlgenauigkeit bei einer delayed-matching-to-sampleAufgabe. SIB-1553A verbesserte die Leistungen bei diesen räumlichen und nicht räumlichen Arbeitsgedächtnisaufgaben (26, 27) .
Nikotinrezeptoren sind ligandengesteuerte Ionenkanäle (21, 22), die eine Vielzahl von Rezeptorunterarten enthalten, welche wichtig für eine Vielzahl von neurobehavioralen Funktionen einschliesslich der kognitiven Funktion sind (23) . Man glaubt nämlich, dass Nikotinrezeptoren eine mittelbare oder unmittelbare Rolle bei der Pathophysiologie verschiedener Krankheiten wie Schizophrenie, Aufmerksamkeits- und Hyperaktivitätsstörung (ADHD) , Parkinson-Erkrankung (PD) und Alzheimer-Erkrankung (AD) spielen.
Überraschenderweise zeigte sich, dass die Verabreichung von (+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid die Behandlung und/oder Prävention von Angststörungen gestattet.
"Angststörungen" wie hierin verwendet beziehen sich auf Erkrankungen, die mehrere verschiedene Formen von abnormer, pathologischer Angst, Furcht, Phobien und nervösen Zuständen zeigen, die plötzlich oder allmählich über einen Zeitraum von mehreren Jahren auftreten können und eine Fortsetzung der normalen Tagesroutine be- oder verhindern können.
Angst und Furcht sind ubiquitäre Empfindungen. Furcht wird als emotionale und physiologische Reizantwort auf eine wahrgenommene externe Bedrohung definiert. Angst ist ein unangenehmer Gefühlszustand, dessen Ursprünge nicht so leicht zu identifizieren sind. Sie wird häufig von physiologischen Symptomen begleitet, die zu Ermüdung oder auch Erschöpfung führen können. Da die Furcht vor wahrgenommenen Bedrohungen ähnliche unangenehme geistige und physische Veränderungen bewirkt, verwenden Patienten die Ausdrücke Furcht und Angst wechselweise. Es muss also nicht unbedingt zwischen Angst und Furcht unterschieden werden. Was jedoch wichtig ist, ist die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Angststörungen, da eine genaue Diagnose eher zu einer wirksamen Behandlung und besseren Prognose führt.
Die Angststörung kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus allgemeiner Angststörung, Panikstörung, Agoraphobie, Phobien, sozialer Angststörung, obsessiv-kompulsiver Störung und posttraumatischer Belastungsstörung.
Allgemeine Angststörung ist eine Angststörung, die durch exzessive und unkontrollierbare Sorgen um tägliche Dinge gekennzeichnet ist. Häufigkeit, Intensität und Dauer der Sorgen sind disproportional zur tatsächlichen Sorgenquelle, und derartige Sorgen behindern häufig die tägliche Routine. Etwa 5 % der Gesamtbevölkerung sind davon betroffen. Symptome einer allgemeinen Angststörung sind Anspannung, Schreckhaftigkeit, Ruhelosigkeit, Hyperaktivität, Grübelei, Furcht und Nachsinnen. Diese Symptome müssen beständig sein und zumindest jeden zweiten Tag auftreten sowie über mindestens 6 Monate anhalten.
Etwa 30 % der Ursachen einer allgemeinen Angststörung sind vererbt, doch bewirken bestimmte Wesensmerkmale, dass die Menschen immer anfälliger dafür werden. Menschen mit allgemeiner Nervosität, Depression, Unfähigkeit zur Frustrationstoleranz und dem Gefühl, eingeengt zu werden, sind eher unter Patienten mit allgemeiner Angststörung zu finden. In der Jugend führen allgemeine Angststörungen oft zu einem geringeren sozialen Rückhalt, akademischer Minderleistung, Unterbeschäftigung, Substanzgebrauch und einer hohen Wahrscheinlichkeit, andere psychiatrische Störungen zu erwerben.
Allgemeine Angststörung wird konventionell mit selektiven Serotonin- und Serotonin-Norepinephrin-Wiederaufnahmehemmern (SSRI bzw. SNRI) behandelt. Bevorzugte klinisch verwendete Hemmer sind Fluvoxamin, Sertralin, Paroxetin, Citalopram, Escitalopram, Venlafaxin, Pregabalin, Buspiron und Benzodiazepene wie Diazepam und Alprazolam.
Menschen, die an Panikstörungen leiden, erleben üblicherweise eine Reihe von intensiven Episoden extremer Angst, die auch als Panikattacken bekannt sind. Ein Panikereignis kann durch eine besonders belastende Situation ausgelöst werden oder aus keinem besonderen Grund auftreten. Solche Ereignisse dauern üblicherweise mehrere Minuten. 35% aller Personen mit Panikstörungen haben auch Agoraphobie .
Zur Behandlung von Panikstörungen können selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer, Monoaminoxidasehemmer und Benzodiazepine verabreicht werden. Ein Medikament zur Verwendung für die Behandlung von Panikstörungen kann einen oder mehr der folgenden Wirkstoffe enthalten: Alprazolam, Bromazepam, Chlordiazepoxid, Clobazam, Clonazepam, Clorazepate, Diazepam, Halazepam, Paxipam, Ketazolam, Lorazepam, Medazepam, Nordazepam, Oxazepam, Prazepam, Harmalin, Iproclozid, Iproniazid, Isocarboxazid, Nialamid, Phenelzin, Selegilin, Toloxaton, Tranylcypromin, Citalopram, Escitalopramoxalat, Fluoxetin, Fluvoxaminmaleat, Paroxetin, Sertralin, Dapoxetin, Isocarboxazid, Moclobemid, Phenelzin, Tranylcypromin, Selegilin, Nialamid, Iproniazid, Iproclozid und Toloxaton.
Agoraphobie ist eine Angststörung, die in erster Linie aus der Furcht vor einer schwierigen oder unangenehmen Situation besteht, aus der es für den Leidenden kein Entrinnen gibt.
Menschen mit Agoraphobie können schwere Panikattacken in Situationen erleiden, in denen sie sich gefangen, unsicher, ausser Kontrolle oder zu weit weg von ihrer persönlichen Komfortzone fühlen. In schweren Fällen kann es vorkommen, dass Agoraphobier sich nicht nur in ihr Zuhause, sondern in ein oder zwei Räume zurückziehen oder gar bettlägerig oder zum Einsiedler werden. Sie reagieren oft extrem sensibel auf ihre eigenen Körperempfindungen und überreagieren im Unterbewusstsein auf vollkommen normale Vorkommnisse.
Menschen, die an Agoraphobie leiden, können mit angsthemmenden und/oder antidepressiven Medikamenten behandelt werden.
Eine Phobie ist eine starke anhaltende Furcht vor Situationen, Gegenständen, Aktivitäten oder Personen. Das HauptSymptom dieser Störung besteht im übermässigen, jeglicher Vernunft entbehrenden Verlangen, das gefürchtete Subjekt zu meiden. Menschen, die an Phobien leiden, können mit angsthemmenden und/oder anti depressiven Medikamenten behandelt werden.
Sozialangst ist ein Erleben von Furcht, Besorgnis oder Unruhe betreffend soziale Situationen und die Möglichkeit, von anderen beurteilt zu werden. Körperliche Symptome, die oft Hand in Hand mit sozialen Angststörungen einhergehen, schliessen übermässiges Rotwerden, Schwitzen (Hyperhydrose) , Zittern, Übelkeit und Stammeln ein. Bei grosser Furcht und Beklemmung kann es auch zu Panikattacken kommen. Menschen, die an sozialen Angststörungen leiden, können mit Antidepressiva wie Monoaminoxidasehemmern, Benzodiazepinen und/oder selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern behandelt werden.
Obsessiv-kompulsive Störungen sind eine Art Angststörung, die in erster Linie durch Besessenheit und/oder Zwangsvorstellungen gekennzeichnet ist. Besessenheit äussert sich in peinlichen, sich wiederholenden, lästigen Gedanken oder Bildern, die das Individuum oft als sinnlos erkennt. Zwangsvorstellungen sind sich wiederholende Verhaltensweisen, zu denen sich eine Person gedrängt oder gezwungen fühlt, um sich von Angst zu befreien. Menschen, die an einer obsessiv-kompulsiven Störung leiden, können mit Medikamenten behandelt werden, die selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer, insbesondere Paroxetin, Sertralin, Fluoxetin und Fluvoxamin, tricyclische Antidepressiva, insbesondere Clomipramin, Gabapentin, Lamotrigin, Olanzapin und Risperidon, umfassen.
Posttraumatische Belastungsstörung ist die Bezeichnung für eine bestimmte psychologische Folgeerscheinung nach der Einwirkung eines belastenden Erlebnisses oder der Konfrontation mit einem belastenden Erlebnis, das die Person als höchst traumatisch erlebt. Zu solchen Erlebnissen gehören der tatsächliche oder angedrohte Tod, schwere körperliche Verletzungen oder die Bedrohung der physischen und/oder psychischen Integrität. Symptome dieser Störung können Albträume, Flashbacks, emotionale Loslösung oder Abstumpfung von Gefühlen, Schlaflosigkeit, die Vermeidung von Gedächtnishilfen und extreme Qualen bei der Konfrontation mit den Gedächtnishilfen, Reizbarkeit, Hypervigilanz, Gedächtnisverlust und übermässiges Zusammenschrecken als Reaktion, klinische Depression und Angst, Appetitsverlust umfassen.
Posttraumatische Belastungsstörungen können mit Antidepressiva behandelt werden.
Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Medikament für orale oder parenterale
/ Verabreichung, insbesondere für intravenöse, intramuskuläre, subkutane, transdermale, transmukosale oder inhalatorische Verabreichung, formuliert, wobei die Dosierungsformen vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Nahrungsergänzung, Aerosol, Kapsel, Pulver, Lösung, Suspension, Tablette, Injektion, Infusion, Gel, Paste und Transdermalpatch.
Je nach Verabreichungsweg und Dosierungsform umfasst das Medikament vorzugsweise mindestens einen pharmazeutisch annehmbaren Exzipienten, Träger und/oder Verdünner.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Medikamenten in einer bestimmten Dosisform sind dem Fachmann bekannt (siehe z.B. "Handbook of Pharmaceutical Manufacturing Formulations" Niazi KS, ISBN: 0849317525, CRC Press Ine; "Handbook of Pharmaceutical Excipients" Rowe RC, Sheskey PJ, Owen SC, ISBN: 1582120587, APhA Publications) .
Besonders bevorzugt ist das Formulieren von Medikamenten der vorliegenden Erfindung zur oralen Verabreichung, insbesondere als Tabletten oder Kapseln.
Das Medikament der vorliegenden Erfindung kann neben (+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid vorzugsweise mindestens einen weiteren Wirkstoff, vorzugsweise mindestens ein weiteres Anxiolytikum ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus D-Cycloserin, Alprazolam, Bromazepam, Chlordiazepoxid, Clobazam, Clonazepam, Clorazepat, Diazepam, Halazepam, Paxipam, Ketazolam, Lorazepam, Medazepam, Nordazepam, Oxazepam, Prazepam, Harmalin, Iproclozid, Iproniazid, Isocarboxazid, Nialamid, Phenelzin, Selegilin, Toloxaton, Tranylcypromin, Citalopram, Escitalopramoxalat, Fluoxetin, Fluvoxaminmaleat, Paroxetin, Sertralin, Dapoxetin, Isocarboxazid, Moclobemid, Phenelzin, Tranylcypromin, Selegilin, Nialamid, Iproniazid, Iproclozid, Toloxaton, ein Barbiturat und Meprobamat umfassen.
Zur weiteren Erhöhung der Wirksamkeit des erfindungsgemässen Medikaments kann dieses Medikament weiters mindestens ein anderes Anxiolytikum umfassen. Besonders geeignete Anxiolytika sind oben erwähnt. Das mindestens eine weitere Anxiolytikum kann auch abhängig von der zu behandelnden Angststörung (siehe oben) gewählt werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird (+/-)-4-[ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid in den für diese Verbindung bereits festge setzten Mengen verabreicht, insbesondere in einer Menge von 0,5 bis 50 mg/kg Körpergewicht, vorzugsweise 1 bis 40 mg/kg Körpergewicht, bevorzugter 1,5 bis 30 mg/kg Körpergewicht, insbesondere 2 bis 20 mg/kg Körpergewicht.
(+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid zeigt bereits in Dosen von 0,5 mg/kg Körpergewicht heilsame Eigenschaften.
(+/-)-4-[ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid kann auch in einer Formulierung zur Steigerung des Explorationsverhaltens, der Auffassungsgabe und der Aufnahmefähigkeit verwendet werden.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Verabreichung von (+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid an ein Individuum und an Tiere das Explorationsverhalten, die Auffassungsgabe und die Aufnahmefähigkeit dieses Individuums bzw. der Tiere steigert. Daher kann (+/-) -4- [ [2- (l-Methyl-2pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid einem Individuum oder Tier verabreicht werden, um das Explorationsverhalten, die Auffassungsgabe und die Aufnahmefähigkeit zu erhöhen. Aufgrund dieser Merkmale kann SIB-1553A nicht nur an Menschen verabreicht werden, die an einer Krankheit leiden, sondern auch, und das am meisten bevorzugt, an Individuen und/oder Tiere zur Steigerung ihrer mentalen und intellektuellen Kapazität.
Die Formulierung gemäss der vorliegenden Erfindung kann daher auf verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird (+/-)-4-[ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid für orale oder parenterale Verabreichung, insbesondere für intravenöse, intramuskuläre, subkutane, transdermale, transmukosale oder inhalatorische Verabreichung, vorzugsweise als Nahrungsergänzung, Aerosol, Kapsel, Pulver, Lösung, Suspension, Tablette, Injektion, Infusion, Gel, Paste oder Transdermalpatch, formuliert.
Solche Formulierungen und Dosierungsformen umfassen vorzugsweise mindestens einen pharmazeutisch annehmbaren Exzipienten, Träger und/oder Verdünner.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Medikamenten in einer bestimmten Dosisform sind dem Fachmann bekannt (siehe z.B. "Handbook of Pharmaceutical Manufacturing Formulations" Niazi KS, ISBN: 0849317525, CRC Press Ine; "Handbook of Pharmaceutical Excipients" Rowe RC, Sheskey PJ, Owen SC, ISBN: 1582120587, APhA Publications) .
(+/-) -4-[ [2- (l-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenolhydrochlorid wird vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 50 mg/kg, vorzugsweise 1 bis 40 mg/kg, bevorzugter 1,5 bis 30 mg/kg, insbesondere 2 bis 20 mg/kg, verabreicht.
Die vorliegende Erfindung ist in den nachstehenden Figuren und Beispielen weiter veranschaulicht, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt das Fluchtlatenz- (a) und Raumpräferenzmuster während eines Sondentests (b) an mit SIB-1553A behandelten C57BL/6J-Mäusen im Vergleich zu mit einem Vehikel behandelten C57BL/6J-Mäusen. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrollgruppe (NaCl) bzw. Vergleichsarzneien (DCS, SGS742 oder RS6733) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001).
Fig. 2 zeigt das Fluchtlatenz- (a) und Raumpräferenzmuster während eines Sondentests (b) an mit SIB-1553A behandelten DBA/2-Mäusen im Vergleich zu mit einem Vehikel behandelten DBA/2-Mäusen. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrollgruppe (NaCl) bzw. Vergleichsarzneien (DCS, SGS742 oder RS6733) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<=0,001).
Fig. 3 zeigt das Fluchtlatenz- (a) , Strecken- (b) und Raumpräferenzmuster während eines Sondentests (c) an mit SIB-1553A behandelten C57BL/6J-Mäusen im Vergleich zu mit einem Vehikel behandelten C57BL/6J-Mäusen. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrollgruppe (NaCl) bzw. Vergleichsarzneien (DCS, SGS742 oder RS6733) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001).
Fig. 4 zeigt die Durchschnittsgeschwindigkeit während der Erlern- und Konsolidierungsphase im MWM bei mit SIB-1553A behandelten DBA/2- (a) und C57BL/6J-Mäusen im Vergleich zu ihren Kontrollgruppen. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrollgruppe (NaCl) bzw. Vergleichsarzneien (DCS, SGS742 oder RS6733) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001) . BEISPIEL 1. Materialien
Es wurden männliche C57BL/6J- und DBA/2-Mäuse im Alter von 10-14 Wochen verwendet. Die Mäuse wurden in der Core Unit der Biomedizinischen Forschung, Abteilung für Labortierkunde und -genetik, der Medizinischen Universität Wien aufgezogen und in Makrolonkäfigen gehalten, die mit autoklavierten Hackschnitzeln gefüllt waren. Eine autoklavierte Nager-Standardnahrung (Altromin 1314ff) und auf pH 3 angesäuertes Wasser aus Automatikhähnen oder in Flaschen stand ad libitum zur Verfügung. Die Raumtemperatur betrug 22 + 1[deg.]C und die relative Feuchte 50 + 10 %. Die Belüftung mit 100 % Frischluft ergab eine Luftaustauschrate von 15 Mal pro Stunde. Der Raum war mit künstlichem Licht mit einer Stärke von etwa 200 lx in 2 m von 5 bis 17 Uhr beleuchtet. Zwischen 8:00 und 13:00 Uhr wurden Verhaltenstests durchgeführt.
Verbindungen :
Die Tiere wurden vor den täglichen Tests intraperitoneal (i.p.) behandelt. Die Mäuse wurden in vier Behandlungs- und eine Kontrollgruppe (Vehikelgruppe) (0,9% NaCl-Lösung) aufgeteilt. Dosen und Injektionszeiten wurden aufgrund von Recherchen in der Literatur gewählt (siehe Tabelle 1) .
Tabelle 1: In den Versuchen verwendete Arzneien und die entsprechenden Injektionszeiten und -dosen aufgrund von Recherchen in der Literatur gewählt.
ARZNEIEN INJEKTIONSZEIT DOSEN LIT.
<EMI ID=10.1>
SIB-1553A 20 min vor Tests 2, 5 mg/ g [26], [27]
SIB-1553A wurde vom Chemical Synthesis and Drug Supply Program des National Institute of Mental Health (NIMH) beschafft.
2. Verfahren zum Verhaltenstraining
Verhal tensbeobachtungsscreen : a) Grundlegende neurologische und physiologische Beobachtungsbeurteilung: Das Verfahren folgt der Anordnung von Irwin (44) . Dabei wurde eine Testbatterie angewendet, um Defekte im Gang oder in der Körperhaltung, Veränderungen des Muskeltonus, der Greifkraft, der Sehschärfe und der Temperatur festzustellen. Zur Vervollständigung der Beurteilung wurden lebenswichtige Re flexe bewertet. Darüber hinaus wurden während den Manipulationen Inzidenzen von abnormem Verhalten, Furcht, Reizbarkeit, Aggression, Erregbarkeit, Speichelfluss, Tränenfluss, Harnlassen und Stuhlentleerung aufgezeichnet. b) Rotarod: Im Rotarod-Test (Rota Rod "Economex", Columbus Instruments, USA) werden Balance und Koordination mit Hilfe einer drehenden Walze getestet, die im Verlauf von 5 min von 4 auf 40 Up beschleunigt wird.
Es wurde der Zeitpunkt aufgezeichnet, zu dem jedes Tier von der Walze fiel. Jedes Tier erhielt drei Vortrainingsversuche. Danach absolvierte jede Maus drei weitere aufeinanderfolgende Tests, und für die Analyse wurde dann die längste Zeit auf der Walze verwendet (45) . c) Elevated-Plus-Maze (EPM) : Ein zur Untersuchung von Angstzuständen in Mäusen verwendetes Paradigma. Die Tiere wurden 5 min lang auf einem Labyrinth beobachtet, das aus 4 Armen (von jeweils 30 cm Länge und 5 cm Breite) bestand, die in einer Höhe von 54 cm befestigt waren. Die Arme sind durch einen 5 cm x 5 cm breiten Mittelbereich miteinander verbunden. Zwei Arme enthalten 15 cm hohe Seiten- und Stirnwände (= geschlossener Arm) . Dabei wurden die angstbezogenes Verhalten widerspiegelnden Standardparameter (d.h.
Eintritte in die geschlossenen Arme, Aufenthaltsdauer in den geschlossenen Armen, Häufigkeit der Stuhlentleerung) ausgewertet (46) . d) Open Field (OF) : Unter Verwendung eines Videoüberwachungssystems bestehend aus einem Video-Camcorder, der an ein Computerortungssystem TiBeSplit gekoppelt war, wurden Mäuse in einer Arena (40 cm x 40 cm lang; mit 70 cm hohen Wänden) 10 min lang beobachtet. Die einzelnen Mäuse wurden für jeden Versuch in die Mitte der Kammer gesetzt. Es wurden die Standardparameter für Bewegungsaktivität (d.h. die zurückgelegte Gesamtstrecke, die Durchschnittsgeschwindigkeit, das Ausmass von grossen Bewegungen, das Ausmass von lokalen Bewegungen, die Ruhezeit, die Häufigkeit von spontanen Richtungsänderungen) und Explorationsverhalten
(d.h. Aufbäumen, Kreuzen der Mitte, Aufenthaltsdauer in der Mitte) aufgezeichnet (46) .
Morris-Water-Maze-Lernaufgabe
Das Morris-Wasserlabyrinth MWM bestand aus einem runden Becken (122 cm Durchmesser, Wände 76 cm Tiefe), in dem die Mäuse trainiert wurden, dem Wasser durch Schwimmen zu einer versteckten Plattform (1,5 m unterhalb der Wasseroberfläche) zu entkommen. deren Standort nur durch Verwendung von entfernten, ausserhalb des Labyrinths an den Raumwänden angebrachten Orientierungshilfen lokalisiert werden konnte. Die Wassertemperatur wurde auf 21+1 [deg.]C gehalten.
Das Becken wurde mit Hilfe eines computergestützten Ortungs/ Abbildungsanalysatorsystem (Videocamcorder: Sony CVX-V18NSP, gekoppelt an ein in Computerortungssystem: TiBeSplit) in vier Quadranten geteilt. Die Plattform wurde in der Mitte des SW-Quadranten platziert und blieb während des gesamten Experiments an einund derselben Stelle.
Die räumliche Lernaufgabe bestand aus 4 Trainingsversuchen pro Tag und 4 Trainingstagen. Die Mäuse wurden aus den vier Kompassrichtungen (NO, NW, SW und SO; in dieser Reihenfolge) mit ihren Köpfen zur Beckenwand freigelassen und durften 120 s lang schwimmend nach der Plattform suchen. Lokalisierten die Mäuse nach 120 s die Plattform nicht, wurden die Tiere manuell auf die Plattform gesetzt und dort 30 s lang gelassen. Jedes Tier wurden dann für 10 min in seinen Käfig zurückgebracht, bevor mit dem nächsten Versuch begonnen wurde. Am ersten Trainingstag wurden den Mäusen eine Trainingseinheit zur Akklimatisation im Wasserlabyrinth von 30 s gewährt.
Einen Tag nach dem letzten Trainingstag wurden die Probanden einem Sondentest unterzogen, bei dem die Plattform entfernt wurde. Die Maus wurde vom NO-Startpunkt freigelassen und 60 s lang frei schwimmen gelassen. Der Weg, den die Maus schwimmend zurücklegte, wurde nachverfolgt und bezüglich des Verhältnisses Schwimmzeit und/oder Wegstrecke in jedem Quadrant des Beckens analysiert, und die Schwimmgeschwindigkeit wurde aufgezeichnet.
3. Versuchsaufbau
Zuerst wurden der Open-Field-Test, der Elevated-Plus-MazeVersuch, die neurologische Beobachtungsbatterie und die RotarodBeurteilung durchgeführt, um Verhaltenseinflüsse und verwirrende Faktoren aufgrund der CEs (wie z.B. angstbezogene Verhaltensweisen) auszuschliessen.
Die Reihenfolge der Tests wurde so gestaltet, dass die Verfahren, die durch Vorbehandlungen am ehesten beeinflusst würden, zuerst durchgeführt wurden (45) : EPM, OF, Batterie von neurologischen Beobachtungen und RR. Die Arzneien wurden vor den Tests verabreicht. Eine Woche später, nach Beendigung des Verhaltensbeobachtungsscreens, wurden alle Mäuse im MWM beurteilt, um die Wirkung von CEs auf die Gedächtnisbildung zu zeigen. . Statistische Analyse :
Eine statistische Analyse zum Aufzeigen von Unterschieden zwischen den Gruppen erfolgte mittels des unpaarigen Student-tTests. Dort, wo Daten einer prinzipiellen Annahme einer parametrischen Verteilung entgegenstanden, wurde ein nicht-parametrischer Mann-Whitney-Ü-Test ' durchgeführt . Gegebenenfalls wurden auch der exakte Test nach Fisher und der Chi-Quadrat-Test verwendet .
In allen Fällen wurde ein Wahrscheinlichkeitsniveau P < 0,05 als statistisch signifikant erachtet. Sämtliche Berechnungen erfolgten unter Verwendung von GraphPad InStat, Version 3.00, für Windows (GraphPad Software, USA) .
5. Ergebnisse a) Elevated-Plus-Maze Tabelle 2a: Ergebnisse des EPM-Tests. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen (C57BL/6J und DBA/2) im Vergleich zur Kontrollgruppe (0,9 % NaCl-Lösung) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<=0,001).
NaCl SIB1553A
C57BL (n=12) (n=14)
Geschlossener Arm (CA) links 11,3 +- 3,2 10,5 +- 2,5
Zurückgelegte Strecke in CA (m) 6,1 +- 1,8 6,2 +- 0,9
Aufenthaltsdauer in CA (s) 199,5 +- 51,8 220,3 +- 25,5
Zurückgelegte Gesamtstrecke (m) 8,1 +- 1,2 7,8 +- 1,5
Ruhezeit (s) 66,6 +- 5,3 68,0 +- 6,2
Ausmass von grossen Bewegungen (%) 4,5 +- 1,9 3,9 +- 2,5
<EMI ID=13.1>
Stuhlentleerung 0,4 +- 0,1 0,9 +- 1,3
NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
Geschlossener Arm (CA) links 8,0 +- 5,0 6,5 +- 4,3
Zurückgelegte Strecke in CA (m) 6,5 +- 2,1 5,8 +- 1,4
Aufenthaltsdauer CA (s) 218,2 +- 54,8 219,7 +- 44,5
Zurückgelegte Gesamtstrecke (m) 7,9 +- 1,8 7,1 +- 1,2
Ruhezeit 71,0 +- 6,8 74,9 +- 3,8
<EMI ID=13.2>
Ausmass von grossen Bewegungen (%) 5,7 +- 3,1 5,2 +- 1,9
S^<'> i
1/
NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
<EMI ID=14.1>
Stuhlentleerung 0,8 +- 1,0 0,4 +- 0,7
b) Open-Field Tabelle 2b: Ergebnisse des OF-Tests. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen (C57BL/6J und DBA/2) im Vergleich zur Kontrollgruppe (0,9 % NaCl-Lösung) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001).
NaCl SIB1553A
C57BL (n=12) (n=14)
Zurückgelegte Gesamtstrecke (m) 33,3 +- 6,0 37,2 +- 11,7
Ruhezeit 46,6 +- 5,4 45,3 +- 6,8
Durchschnittsgeschwindigkeit (m/s) 0,05 +- 0,01 0,06 +- 0,02
Anzahl der Mittenkreuzungen 7,5 +- 4,5 10,4 +- 4,1*
Zeit des Schnüffelns/Aufbäumens 90,8 +- 39,5 101,5 +- 41 ,3
Häufigkeit von spontanen
Richtungsänderungen 43,1 +- 11,8 52,3 +- 23,0
Aufenthaltsdauer in der Begrenzung 56,3 +- 11,75 58,8 +- 7,4
Ausmass von grossen Bewegungen
(%): Bewegungsgeschwindigkeit
>0,10 m/s (% der
Gesamtbeobachtungszeit) 23,0 +- 4,6 23,9 +- 6,5
Ausmass von lokalen Bewegungen
(%): Bewegungsgeschwindigkeit
0,03m/s<x<0, 10m/s (% der
Gesamtbeobachtungszeit) 30,4 +- 2,2 30,8 +- 1,8
<EMI ID=14.2>
Stuhlentleerung 1,3 +- 1,7 1,1 +- 1 ,5
NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
Zurückgelegte Gesamtstrecke (m) 27,9 +- 7,7 28,8 +- 7,5
Ruhezeit 60,0 +- 11,9 60,7 +- 6,8
Durchschnittsgeschwindigkeit (m/s) 0,05 +- 0,01 0,05 +- 0,01
Anzahl der Mittenkreuzungen 2,7 +- 3,1 5,6 +- 4,4
<EMI ID=14.3>
Ausmass des Aufbäumens und 99,2 +- 25,1 115 +- 59,2 NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
Putzens
Häufigkeit von spontanen
Richtungsänderungen 29,3 +- 11,4 5,6 +- 4,4***
Aufenthaltsdauer in der Begrenzung 77,2 +- 11,3 75,0 +- 11,3
Ausmass von grossen Bewegungen
(%): Bewegungsgeschwindigkeit
>0,10 m/s (% der
Gesamtbeobachtungszeit) 17,1 +- 6,0 16,0 +- 4,1
Ausmass von lokalen Bewegungen
(%): Bewegungsgeschwindigkeit
0,03m/s<x<0,10m/s (% der
Gesamtbeobachtungszeit) 23,0 +- 6,2 23,3 +- 3,3
<EMI ID=15.1>
Stuhlentleerung 1,7 +- 1,7 1 +- 1,8
Ein signifikanter Rückgang der Häufigkeit von spontanen Richtungsänderungen wurde bei den mit SIB1553A behandelten DBAMäusen beobachtet. Bei C57BL/6J steigerte die SB1553A-Behandlung die Anzahl an Mittenkreuzungen. c) Beobachtungsbatterie
Die Menge an Ergebnissen ist in Tabelle 2c. I und 2c. II angeführt und wird hier nicht besprochen.
Tabelle 2c. I: Ergebnisse des primären Verhaltensbeobachtungsscreens bei C57BL/6J-Mäusen. Scores (Mittel +/- Standardabweichung) wie von Irwin et al. 1968 ausgewertet: ein höheres Score bedeutet mehr (bessere, höhere) Aktivität (Leistung, Reaktion) , mit Ausnahme des Gangs, Drahtmanövers und Aufrichtreflexes, die eine bessere Leistung bei geringeren Scores aufweisen. Manche Parameter werden wie folgt bewertet: +/- (Anwesenheit/Abwesenheit)
NaCl SIB1553A
C57BL (n=12) (n=14)
A. Verhalten
1. Spontane Aktivität
Körperposition 5,5 +- 2,3 5,5 +- 2,2
<EMI ID=15.2>
Bewegungsaktivität 1,8 +- 2,6 2,3 +- 1,5 NaCl SIB1553A
C57BL (n=12) (n=14)
Bizarres Verhalten 0 0
2. Bewegungsaffektive Reaktionen
Vestibularabfall 2,8 +-1,7 1,4 +-1,4*
Transfererregung 2,9 +-1,2 3 +-1,2
Räumliche Fortbewegung 4,2 +-1,4 4,4 +-1,3
Berührungsflucht 3,7 +-1,4 4,8 +-2,3
Provoziertes Beissen 3+-2 2,3 +-1,3
Fingerannäherung 2,8 +- 2,5 1,9 +-2,4
Fingerrückzug 1,5 +-2,3 2,4 +- 2,2
Klippenvermeidung 12/0 14/0
Vokalisieren 1,25 +-1,1 1,9+- 1,4
Urinieren 10/2 2/12*
3. Sensomotorische Reaktion
Schreckreaktion 3,2 +- 2,8 4,1 +- 3,7
Pinnareflex 1,5 +-2,8 0,1 +-0,5
Kornea 2,3 +-1,7 2,3 +-1,5
Zehen kneif 1 +- 1,8 0,6 +-1,5
Visuelles Platzieren 4,5 +-1,2 3,9 +- 0,9
Schwanzkneif 0,1 +- 0,3 0,4 +-1,1
B. Neurologie
1. Haltung
Rotation der Gliedmassen 1,7 +-0,8 1,7 +-0,8
Heben des Beckens 3,3 +-1,1 4+- 1,1
Heben des Schwanzes 2,7 +- 0,8 2,9 +- 0,9
2. Muskeltonus
Körpertonus 5,8 +-1,3 6,7 +-1,4*
Greifkraft 4,8 +-1,8 4,9 +- 2,0
Gliedmassentonus 3,3 +-1,5 3,6 +-1,6
Abdominaltonus 5,2 +-1,8 5,3 +-1,7
Drahtmanöver 2,7 +- 2,3 1,6 +-1,4
3. Gleichgewicht und Gang
Gang 0/12 0/14
Aufrichtreflex 0 0
4. CNS-Erregung
Zittern/Zucken 0 0
C. AUTONOM
<EMI ID=16.1>
1. Augen NaCl SIB1553A
C57BL (n=12) (n=14)
Lidschliessen 0 0
Propriozeption 5,9 +- 0,7 6 +- 0
2. Sekretion und Exkretion
Stuhlentleerung 2,8 +- 1,3 2,2 +- 1,4
Diarrhö 1/11 0/14
<EMI ID=17.1>
Urinieren 10/2 2/12<*>
Tabelle 2c. II: Ergebnisse des primären Verhaltensbeobachtungsscreens bei C57BL/6J-Mäusen. Scores (Mittel +/- Standardabweichung) wie von Irwin et al. 1968 ausgewertet: ein höheres Score bedeutet mehr (bessere, höhere) Aktivität (Leistung, Reaktion) , mit Ausnahme des Gangs, Drahtmanövers und Aufrichtreflexes, die eine bessere Leistung bei geringeren Scores aufweisen. Manche Parameter werden wie folgt bewertet: +/- (Anwesenheit/Abwesenheit)
NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
A. Verhalten
1. Spontane Aktivität
Körperposition 5,7 +- 2,2 6,3 +- 1,7
Bewegungsaktivität 2 +- 1,8 2,6 +- 2,0
Bizarres Verhalten
2. Bewegungsaffektive Reaktionen
Vestibularabfall 0,7 +- 1,3 0,7 +- 1,1
Transfererregung 2,9 +- 1,3 3,4 +- 1,4
Räumliche Fortbewegung 3,9 +- 1,9 4,1 +- 1,1
Berührungsflucht 3,8 +- 1,1 4,1 +- 2,0
Provoziertes Beissen 1,5 +- 1,3 1,8 +- 1,7
Fingerannäherung 2,6 +- 2,5 2,6 +- 3,0
Fingerrückzug 2,2 +- 2,6 2,4 +- 2,9
Klippenvermeidung 10/1 11/0
Vokalisieren 1,7 +- 0,9 2,9 +- 1,6*
Urinieren
3. Sensomotorische Reaktion
Schreckreaktion 2,6+- 1,8 3,7 +- 3,4
Pinnareflex 0 0,2 +- 0,6
<EMI ID=17.2>
Komea 2,6 +- 1,1 2,7 +- 1,0 NaCl SIB1553A
DBA (n=11) (n=11)
Zehenkneif 1,5 +-2,0 1,5 +-2,4
Visuelles Platzieren 4,4 +-1,2 4,9 +-1,1
Schwanzkneif 0,9 +-1,6 1,4 +-2,5
B. Neurologie
I.Haltung
Rotation der Gliedmassen 1,3 +-0,5 1,7 +-0,5*
Heben des Beckens 3,5 +-1,3 3,6+-1,6
Heben des Schwanzes 1,8 +-0,6 2+-0
2. Muskeltonus
Körpertonus 6,1 +-0,3 6,9 +-1,4
Greifkraft 4,4 +-1,2 4,5 +-1,8
Gliedmassentonus 2,7 +- 2,0 3,6 +-1,8
Abdominaltonus 5,5 +-1,3 6,6+-1,6
Drahtmanöver 0,7 +-1,9 1,4 +-2,5
3. Gleichgewicht und Gang
Gang 0/11 0/11
Aufrichtreflex 0 0
4. CNS-Erregung
ZitternZucken 0 0
C. AUTONOM
I.Augen
Lidschliessen 0 0
Propriozeption 6 +-0,8 6,3 +- 0,5
2. Sekretion und Exkretion
Diarrhö 2/9 0/11
Urinieren 2/9 2/9
<EMI ID=18.1>
Stuhlentleerung 2,6 +-1,7 1,7 +-1,4
d) Rotarod
Die Leistung am Rotarod veränderte sich nicht signifikant bei DBA-behandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrollgruppe. SIB1553A blieben signifikant länger auf der Walze als die Kontrollen.
Tabelle 2d: Ergebnisse des Rotarod, die längste Zeit auf der Walze wurde für die Analyse herangezogen. Die Sternchen zeigen die signifikanten Unterschiede von arzneimittelbehandelten Mäusen (C57BL/6J und DBA/2) im Vergleich zur Kontrollgruppe (0,9 % NaClLösung) auf (t-Student-Test und/oder Mann-Whitney-U-Test; *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001).
Maximalversuch NaCl SIB1553A
C57BL 13,3 +- 7,8 17,9 +- 5,9*
<EMI ID=19.1>
DBA 8,7 +- 7,3 13,0 +- 4,6
e) Morris-Water-Maze-Aufgabe
Die Fig. 1 und 2 zeigen die räumlichen Lernkurven, die die mittleren +_ SD Latenzen beim Aufsuchen der Unterwasserplattform pro Mäusestamm während der 4 Tage des Lerntrainings und die Aufenthaltsdauer im Zielquadrant während des Sondenversuchs darstellen.
Beim C57BL/6J-Inzuchtstamm wurde kein signifikanter Unterschied zwischen der Kontroll- und der Behandlungsgruppe während der ersten 2 Trainingstage festgestellt.
Während der Konsolidierungsphase (Fig. lb) wurde die Aufenthaltsdauer von C57BL/6J im Zielquadrant gemessen.
Die mit SIB1553 (15,8+4,6) behandelten Mäuse zeigten eine geringere Aufenthaltsdauer in dem Quadrant, wo sich die Plattform normalerweise befand (19,l+_3,8).
Die DBA/2-Mäuse (Fig. 2a) lernten während der ersten beiden Tage ohne Signifikanz zwischen den Gruppen. Am Tage 3 brauchten behandelte Mäuse (SIB1553A: 1,8+23,8) signifikant länger, um die Plattform zu erreichen, als die Kontrollgruppe (33, 9+_26, 3) . Auch hier wurde kein signifikanter Latenzunterschied bei der Erreichung des Ziels am Tag 4 festgestellt.
Im Sondenversuch erbrachten mit SIB1553A behandelte Mäuse (ll,6+_3,4) eine schlechtere Leistung als die Kontrollgruppe (16,2+_1,5), da sie signifikant weniger Zeit im Zielquadrant verbrachten (siehe Fig. 2b) .
Bei einem Vergleich der Latenz zur Erreichung der Plattform an den Trainingstagen zwischen DBA/2 und C57BL/6J zeigten die Kontrollgruppen keinen Unterschied am Tag 1, 2 und 4. Aber am Tag 3 brauchten die C57BL/6J-Mäuse (52.6+-18.0) signifikant länger, um die Plattform zu erreichen, als die DBA/2-Mäuse (33,9+26,3). Im Gegensatz dazu erbrachten die C57BL/6J-Mäuse (19,1+-3,8) eine signifikant bessere Leistung beim Sondenversuch als die DBA/2-Mäuse (16,2+-1,5) (siehe Fig. 3).
Die Durchschnittsgeschwindigkeit veränderte sich auch signifikant im Verlauf der Trainingstage, und der Sondenversuch war bei beiden Stämmen mit den Kontrollgruppen vergleichbar (siehe Fig. 4) .
6. Zusammenfassung
Das Hauptergebnis der Studie besagt, dass CEs bemerkenswerte stammabhängige Wirkungen auf verhaltensrelevante, kognitive und neurologische Funktionen ausüben.
Die Verabreichung von SIB1553A an einen Primaten (Rhesusaffen) führte zu einer Verbesserung von richtigen Entscheidungen bei der delayed und non-delayed matching-to-sample-Aufgabe (25, 26) . Bei der Fisher-Ratte verbesserte SIB1533A das Erlernen im WMW-Test nicht, steigerte aber die Konsolidierung, wie anhand einer längeren Aufenthaltsdauer im Zielquadrant ausgewertet wurde (25, 26) . Im Maussystem wurde die Wirkung der SIB1533A-Behandlung in einem T-Labyrinth in Form einer Zweiarm-Diskriminationsaufgabe getestet, und es zeigte sich eine Verbesserung der korrekten Reaktionen bei alten C57BL/6J-Mäusen; leider wurden keine jungen Mäuse getestet (25, 26) . In der vorliegenden Studie zeigte SIB1533A keine Wirkung auf das Erlernen. Die Konsolidierung war bei beiden Stämmen signifikant beeinträchtigt.
Auch hier kann sein, dass Verhaltensreaktionen einem CE-Effekt von SIB1553A nicht entgegengewirkt haben, da vermehrte Mittenkreuzungen einen solchen Effekt nicht moduliert hätten. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass ein erhöhter Körpertonus zusammen mit einem merklich veränderten Vestibularabfall in der neurologischen Beobachtungsbatterie zu einer kognitiven Verschlechterung bei C57BL/6J führte. Im Gegensatz dazu relativiert die hervorragende Leistung auf dem Rotarod die (nicht quantitativen) Erkenntnisse aus der Beobachtungsbatterie. Die deutliche Wirk[mu]ng von SIB1533A Jaei der Verbesserung der Bewegungskoordination und Bewegungsfunktion ist eine neue Erkenntnis, die von potentieller therapeutischer Relevanz sein kann, und diesbezüglich wird in unserem Labor weiter geforscht.
In hohen Dosen verschlechtern Nikotin und SIB1553A die Bewegungskoordination auf dem Rotarod, aber bei der doppelten in unseren Versuchen verwendeten Dosis ist diese negative Wirkung nicht nachweisbar, und in einer Dosis von 2,5 mg/kg ist eine etwa 25 %ige Verbesserung der Rotarod-Leistung festzustellen (26) . LITERATURSTELLEN:
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The present invention relates to the use of (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride (SIB-1553A) in a formulation for increasing motor performance.
In the field, various types of drugs are used in the treatment of anxiety disorders, including antidepressants and beta blockers. These medications can be effective in controlling and relieving anxiety symptoms.
Many anxiety medications can also have unpleasant and unwanted side effects. These include tremors, headache, nausea, abdominal pain, dry mouth, weight gain, dizziness and sexual dysfunction. Anxiety medications can also be addictive, and long-term use can make withdrawal difficult.
For example, benzodiazepines, which are commonly prescribed to treat anxiety disorders, are extremely addictive to prolonged use. There may be drug tolerance within a few weeks. The consequence of this is that higher dosages are necessary to achieve the same relief as before. As addiction to anxiety medication becomes more prevalent, it becomes harder to stop taking it. If the administration of benzodiazepines is stopped abruptly, it can lead to severe withdrawal symptoms such as restlessness, insomnia and renewed anxiety. Deprivation also works when selective serotonin reuptake inhibitors are administered during the treatment of anxiety disorders. Excessive withdrawal may cause symptoms such as dizziness, nausea, tiredness and memory problems.
Great anxiety and depression are also common in withdrawal symptoms.
Cognitive enhancers (CE) are compounds that increase the final level of performance (1). The development of such substances is of clinical importance for increasing cognitive performance or treating cognitive dysfunction associated with aging, neurodegenerative diseases and psychiatric disorders. A number of compounds have been reported as potential memory or cognitive CEs (see, e.g., Table A), and some have already been evaluated in clinical trials (2-4). The modulation of several receptor systems was investigated. Table A: Potential Cognitive Enhancers DRUG LABYRINTH / ANIMAL LIT.
D-Cycloserine T-Labyrinth Giving Up: (Long-Evans Male) 15
Partial agonist NMDA rats
R-associated passive avoidance task: (Long-Evans)
Glycine site of rats
Thirst-motivated Linear Labyrinth 13 Learning Task (Male Swiss) Mice
Fussstossv [beta] rmeidungsaufgäbe. Mice 19
Arm Radial Labyrinth (DNMS). (Male 17,47, Black-istar) rats 48
Water labyrinth feeding (reference memory) 14, 20 rats
RS67333 Morris Water Maze: (Sprague-Dawley) 17, 41,
Agonist 5-HT4 rats; atropine-treated rats 42 receptor
SIB-1553A Delayed Non-Matching to Place: C57BL / 6 Mice 26, 27
Agonist ss-4 T Labyrinth: C57BL / 6 Mice Nicotine Receptor Morris Water Maze: Old Fisher Rats
S6S742 Passive Avoidance Test: Male Mice 36, 4
GABAb Antagonist Social Learning Task: Male Spraque- 36 Dawley Rats
8-Arm Radial Labyrinth Post: Long-Evans-32
<EMI ID = 2.1>
rats
For example, N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are involved in learning and memory formation in neural pathways, and several pharmacological studies have shown that pre-exercise antagonists of the NMDA receptor complex have certain types of learning and memory disturb (5-7), support this conclusion.
An object of the present invention is to provide formulations which can be used to increase the motor performance of an individual or animal.
Therefore, the present invention relates to the use of (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride (SIB-1553A) in a formulation for increasing motor performance.
Surprisingly, it has been found that SIB-1553A can be used to increase the motor performance of an individual or animal.
(+/-) -4- [[2- (1-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride can also be used to prepare a medicament for the treatment or prevention of anxiety disorders.
(+/-) -4- [[2- (1-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride (SIB-1553A) is a nicotinic acetylcholine receptor ligand (nAChR ligand) with agonistic selectivity for human neuronal nAChRs containing the ss4 subunit (24). SIB-1553A increases cognitive performance in rodents with cholinergic dysfunction, coupled with an improved safety profile for nicotine. In addition, SIB-1553A was shown to stimulate the release of acetylcholine, dopamine, and norepinephrine from the hippocampus and frontal cortex in young adult rats (25).
Subcutaneous administration of SIB-1553A enhanced delayed-non-matching-to-place performance in old mice. Intramuscular and oral administration to old rhesus monkeys improved the precision of dialing in a delayed-matching-to-sample task. SIB-1553A improved performance in these spatial and non-spatial working memory tasks (26, 27).
Nicotinic receptors are ligand-gated ion channels (21, 22) that contain a variety of receptor subtypes that are important for a variety of neurobehavioral functions including cognitive function (23). Namely, it is believed that nicotinic receptors play an indirect or immediate role in the pathophysiology of various diseases such as schizophrenia, attention and hyperactivity disorder (ADHD), Parkinson's disease (PD) and Alzheimer's disease (AD).
Surprisingly, it has been found that the administration of (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride permits the treatment and / or prevention of anxiety disorders.
"Anxiety Disorders" as used herein refers to disorders that show several different forms of abnormal, pathological anxiety, fear, phobias, and nervous conditions that may occur suddenly or gradually over a period of several years, and may or may not be followed by normal daily routine can prevent.
Fear and fear are ubiquitous sensations. Fear is defined as an emotional and physiological response to a perceived external threat. Fear is an unpleasant emotional state whose origins are not easily identified. It is often accompanied by physiological symptoms that can lead to fatigue or fatigue. Because the fear of perceived threats causes similar unpleasant mental and physical changes, patients use the expressions fear and anxiety alternately. It does not necessarily distinguish between fear and fear. What is important, however, is the distinction between the various anxiety disorders, as an accurate diagnosis tends to result in more effective treatment and better prognosis.
The anxiety disorder may be selected from the group consisting of generalized anxiety disorder, panic disorder, agoraphobia, phobias, social anxiety disorder, obsessive-compulsive disorder and post-traumatic stress disorder.
General anxiety disorder is an anxiety disorder characterized by excessive and uncontrollable worries about daily things. Frequency, intensity and duration of discomfort are disproportionate to the actual source of concern, and such worries often hinder daily routine. About 5% of the total population is affected. Symptoms of a common anxiety disorder are tension, dread, restlessness, hyperactivity, pondering, fear, and contemplation. These symptoms must be consistent and occur at least every other day and last for at least 6 months.
About 30% of the causes of a generalized anxiety disorder are inherited, but certain characteristics make people more vulnerable to it. People with general nervousness, depression, inability to be frustrated and feeling narrowed are more likely to be found among patients with generalized anxiety disorder. In adolescence, generalized anxiety disorders often result in lower social support, academic underachievement, underemployment, substance use, and a high probability of acquiring other psychiatric disorders.
Common anxiety disorder is conventionally treated with selective serotonin and serotonin norepinephrine reuptake inhibitors (SSRIs or SNRIs). Preferred clinically used inhibitors are fluvoxamine, sertraline, paroxetine, citalopram, escitalopram, venlafaxine, pregabalin, buspirone and benzodiazepines such as diazepam and alprazolam.
People who suffer from panic disorder usually experience a series of intense episodes of extreme anxiety, also known as panic attacks. A panic event can be triggered by a particularly stressful situation or occur for no particular reason. Such events usually take several minutes. 35% of all panic disorder sufferers also have agoraphobia.
For the treatment of panic disorders selective serotonin reuptake inhibitors, monoamine oxidase inhibitors and benzodiazepines can be administered. A medicament for use in the treatment of panic disorder may include one or more of the following: alprazolam, bromazepam, chlordiazepoxide, clobazam, clonazepam, clorazepate, diazepam, halazepam, paxipam, ketazolam, lorazepam, medazepam, nordazepam, oxazepam, prazepam, harmalin, Iprocloth, iproniazide, isocarboxazid, nialamide, phenelzine, selegiline, toloxaton, tranylcypromine, citalopram, escitalopram oxalate, fluoxetine, fluoxamine maleate, paroxetine, sertraline, dapoxetine, isocarboxazid, moclobemide, phenelzine, tranylcypromine, selegiline, nialamide, ipronocid, iprocloth and toloxaton.
Agoraphobia is an anxiety disorder that consists primarily of the fear of a difficult or unpleasant situation, from which there is no escape for the sufferer.
People with agoraphobia can experience severe panic attacks in situations where they feel trapped, insecure, out of control, or too far from their personal comfort zone. In severe cases, agoraphobians may not only retreat to their homes, but may retreat into one or two rooms or even become bedridden or hermit. They often react extremely sensitively to their own body sensations and overreact in the subconscious mind to completely normal occurrences.
People who suffer from agoraphobia can be treated with anti-anxiety and / or antidepressant medications.
A phobia is a strong lingering fear of situations, objects, activities or people. The main symptom of this disorder consists in the excessive, irrational need to avoid the dreaded subject. People with phobias may be treated with anxiety-reducing and / or anti-depressant drugs.
Social anxiety is an experience of fear, concern, or unrest about social situations and the ability to be judged by others. Physical symptoms, which often go hand in hand with social anxiety disorders, include excessive redness, sweating (hyperhydrosis), tremors, nausea and stammering. With great fear and anxiety it can also lead to panic attacks. People suffering from social anxiety disorders may be treated with antidepressants such as monoamine oxidase inhibitors, benzodiazepines, and / or selective serotonin reuptake inhibitors.
Obsessive-compulsive disorders are a type of anxiety disorder characterized primarily by obsession and / or obsession. Obsession manifests itself in embarrassing, repetitive, annoying thoughts or images that the individual often recognizes as meaningless. Obsessions are repetitive behaviors that a person feels pressured or forced to rid themselves of. People suffering from obsessive-compulsive disorder may be treated with drugs including selective serotonin reuptake inhibitors, particularly paroxetine, sertraline, fluoxetine and fluvoxamine, tricyclic antidepressants, especially clomipramine, gabapentin, lamotrigine, olanzapine and risperidone.
Posttraumatic stress disorder is the term for a particular psychological sequelae after the impact of a stressful experience or the confrontation with a stressful experience that the person experiences as highly traumatic. Such experiences include actual or threatened death, serious bodily injury or threat to physical and / or mental integrity. Symptoms of this disorder may include nightmares, flashbacks, emotional detachment or dulling of feelings, insomnia, avoidance of memory aids, and extreme distress in the onset of memory, irritability, hypervigilance, memory loss, and excessive anxiety reaction, clinical depression and anxiety, loss of appetite.
Posttraumatic stress disorder can be treated with antidepressants.
According to another preferred embodiment of the present invention, the medicament is for oral or parenteral
/ Administration, in particular for intravenous, intramuscular, subcutaneous, transdermal, transmucosal or inhalatory administration, wherein the dosage forms are preferably selected from the group consisting of nutritional supplement, aerosol, capsule, powder, solution, suspension, tablet, injection, infusion, gel , Paste and transdermal patch.
Depending on the route of administration and dosage form, the medicament preferably comprises at least one pharmaceutically acceptable excipient, carrier and / or diluent.
Methods and devices for the preparation of medicaments in a particular dosage form are known to those skilled in the art (see eg "Handbook of Pharmaceutical Manufacturing Formulations" Niazi KS, ISBN: 0849317525, CRC Press Ine; "Handbook of Pharmaceutical Excipients" Rowe RC, Sheskey PJ, Owen SC , ISBN: 1582120587, APhA Publications).
Especially preferred is the formulation of medicaments of the present invention for oral administration, especially as tablets or capsules.
In addition to (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride, the medicament of the present invention preferably comprises at least one further active ingredient, preferably at least one further anxiolytic agent selected from the group consisting of D-Cycloserine, Alprazolam, Bromazepam, Chlordiazepoxide, Clobazam, Clonazepam, Clorazepate, Diazepam, Halazepam, Paxipam, Ketazolam, Lorazepam, Medazepam, Nordazepam, Oxazepam, Prazepam, Harmalin, Iprocloth, Iproniazid, Isocarboxazid, Nialamide, Phenelzine, Selegiline, Toloxaton, Tranylcypromine, citalopram, escitalopram oxalate, fluoxetine, fluvoxamine maleate, paroxetine, sertraline, dapoxetine, isocarboxazid, moclobemide, phenelzine, tranylcypromine, selegiline, nialamide, ipronocid, iprocloth, toloxaton, a barbiturate and meprobamate.
To further increase the effectiveness of the medicament according to the invention, this medicament may further comprise at least one other anxiolytic. Particularly suitable anxiolytics are mentioned above. The at least one further anxiolytic may also be selected depending on the anxiety disorder to be treated (see above).
According to a preferred embodiment of the present invention, (+/-) - 4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride is administered in the amounts already fixed for this compound, in particular in an amount of 0.5 to 50 mg / kg body weight, preferably 1 to 40 mg / kg body weight, more preferably 1.5 to 30 mg / kg body weight, especially 2 to 20 mg / kg body weight.
(+/-) -4- [[2- (1-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride shows salutary properties even at doses of 0.5 mg / kg body weight.
(+/-) - 4- [[2- (1-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride can also be used in a formulation to enhance exploration, comprehension, and uptake.
Surprisingly, administration of (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride to an individual and to animals has been shown to enhance exploration, comprehension and receptivity Individual or animals increases. Therefore, (+/-) -4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride can be administered to an individual or animal to increase exploration, percept and intake. Because of these features, SIB-1553A can be administered not only to people suffering from a disease, but also, and most preferably, to individuals and / or animals to increase their mental and intellectual capacity.
The formulation according to the present invention can therefore be used in various fields of application.
According to a preferred embodiment of the present invention (+/-) - 4- [[2- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride for oral or parenteral administration, in particular for intravenous, intramuscular, subcutaneous, transdermal, transmucosal or inhalatory administration, preferably as a nutritional supplement, aerosol, capsule, powder, solution, suspension, tablet, injection, infusion, gel, paste or transdermal patch.
Such formulations and dosage forms preferably comprise at least one pharmaceutically acceptable excipient, carrier and / or diluent.
Methods and devices for the preparation of medicaments in a particular dosage form are known to those skilled in the art (see eg "Handbook of Pharmaceutical Manufacturing Formulations" Niazi KS, ISBN: 0849317525, CRC Press Ine; "Handbook of Pharmaceutical Excipients" Rowe RC, Sheskey PJ, Owen SC , ISBN: 1582120587, APhA Publications).
(+/-) -4- [[2- (1-Methyl-2-pyrrolidinyl) ethyl] thio] phenol hydrochloride is more preferably in an amount of 0.5 to 50 mg / kg, preferably 1 to 40 mg / kg 1.5 to 30 mg / kg, especially 2 to 20 mg / kg administered.
The present invention is further illustrated in the following figures and examples, without being limited thereto.
Figure 1 shows the escape latency (a) and spatial preference patterns during a probe test (b) on SIB-1553A treated C57BL / 6J mice compared to vehicle-treated C57BL / 6J mice. The asterisks indicate the significant differences between drug-treated mice compared to the control group (NaCl) and reference drugs (DCS, SGS742 or RS6733) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).
Figure 2 shows the escape latency (a) and spatial preference patterns during a probe test (b) on SIB-1553A treated DBA / 2 mice compared to vehicle treated DBA / 2 mice. The asterisks indicate the significant differences between drug-treated mice compared to the control group (NaCl) and reference drugs (DCS, SGS742 or RS6733) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <= 0.001).
Figure 3 shows the escape latency (a), stretch (b) and spatial preference patterns during a probe test (c) on SIB-1553A treated C57BL / 6J mice compared to vehicle-treated C57BL / 6J mice. The asterisks indicate the significant differences between drug-treated mice compared to the control group (NaCl) and reference drugs (DCS, SGS742 or RS6733) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).
Fig. 4 shows the average speed during the learning and consolidation phase in MWM in SIB-1553A treated DBA / 2 (a) and C57BL / 6J mice compared to their control groups. The asterisks indicate the significant differences between drug-treated mice compared to the control group (NaCl) and reference drugs (DCS, SGS742 or RS6733) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001). EXAMPLE 1. Materials
Male C57BL / 6J and DBA / 2 mice were used at the age of 10-14 weeks. The mice were reared in the Core Unit of Biomedical Research, Department of Laboratory Animal Science and Genetics, Medical University of Vienna, and housed in makrolon cages filled with autoclaved wood chips. An autoclaved standard rodent diet (Altromin 1314ff) and acidified or pH 3 tap water or bottled water was available ad libitum. The room temperature was 22 + 1 ° C and the relative humidity 50 + 10%. The aeration with 100% fresh air gave an air exchange rate of 15 times per hour. The room was lit with artificial light of about 200 lx in 2 m from 5 to 17 o'clock. Between 8:00 and 13:00, behavioral tests were conducted.
Links :
Animals were treated intraperitoneally (i.p.) before daily testing. The mice were divided into four treatment and one control group (vehicle group) (0.9% NaCl solution). Doses and injection times were chosen based on research in the literature (see Table 1).
Table 1: Drugs used in the experiments and the corresponding injection times and doses chosen on the basis of research in the literature.
ARZNEIEN INJECTION TIME CAN LIT.
<EMI ID = 10.1>
SIB-1553A 20 min before testing 2, 5 mg / g [26], [27]
SIB-1553A was procured from the Chemical Synthesis and Drug Supply Program of the National Institute of Mental Health (NIMH).
2. Procedure for behavioral training
Behavior Monitoring Screen: a) Basic Neurological and Physiological Observation Assessment: The procedure follows the arrangement of Irwin (44). A test battery was used to diagnose defects in gait or posture, changes in muscle tone, gripping power, visual acuity, and temperature. To complete the assessment, vital reflexes were evaluated. In addition, abnormal behavior, fear, irritability, aggression, excitability, salivation, lacrimation, urination, and defecation were recorded during the manipulations. b) Rotarod: In the Rotarod test (Rota Rod "Economex", Columbus Instruments, USA), balance and coordination are tested by means of a rotating roller, which is accelerated from 4 to 40 rpm over 5 minutes.
The time was recorded when each animal fell off the roller. Each animal received three pre-training tests. Afterwards, each mouse completed three more consecutive tests, and the analysis was then used the longest time on the roller (45). c) Elevated-Plus-Maze (EPM): A paradigm used to study anxiety in mice. The animals were observed for 5 minutes on a labyrinth consisting of 4 arms (each 30 cm long and 5 cm wide) fixed at a height of 54 cm. The arms are connected by a 5 cm x 5 cm wide central area. Two arms contain 15 cm high side and end walls (= closed arm). Thereby, the anxiety-related behavioral standard parameters (i.e.
Entries in the closed arms, length of stay in the closed arms, frequency of defecation) were evaluated (46). d) Open Field (OF): Using a video surveillance system consisting of a video camcorder coupled to a TiBeSplit computer location system, mice were observed in an arena (40 cm x 40 cm long, with 70 cm high walls) for 10 minutes , The individual mice were placed in the middle of the chamber for each experiment. It has become the standard parameters for movement activity (i.e., the total distance covered, the average speed, the extent of large movements, the extent of local movements, the rest period, the frequency of spontaneous direction changes) and exploration behavior
(i.e., rearing, center crossing, length of stay in the middle) (46).
Morris Water Maze Learning Task
The Morris Water Labyrinth MWM consisted of a round basin (122 cm diameter, walls 76 cm deep) in which the mice were trained to escape the water by swimming to a hidden platform (1.5 m below the surface of the water). their location could only be located by using remote orientation aids located outside the labyrinth. The water temperature was maintained at 21 + 1 ° C.
The pelvis was divided into four quadrants using a computerized location / image analyzer system (video camcorder: Sony CVX-V18NSP coupled to a computer location system: TiBeSplit). The platform was placed in the middle of the SW quadrant and stayed in one place during the entire experiment.
The spatial learning task consisted of 4 training attempts per day and 4 training days. The mice were released from the four compass directions (NO, NW, SW, and SO, in that order) with their heads toward the pelvic wall, and were allowed to swim for 120 seconds looking for the platform. If the mice did not locate the platform after 120 s, the animals were placed manually on the platform and left there for 30 s. Each animal was then returned to its cage for 10 minutes before starting the next trial. On the first day of training, the mice were given a training session for acclimatization in the water labyrinth of 30 s.
One day after the last day of training, the subjects were subjected to a probe test with the platform removed. The mouse was released from the NO start point and allowed to float freely for 60 seconds. The path taken by the mouse swimming was tracked and analyzed for the ratio swim time and / or distance in each quadrant of the pool, and the swimming speed was recorded.
3. Experimental setup
First, the Open Field Test, Elevated Plus Maze Test, Neurological Observation Battery, and Rotarod Assessment were performed to exclude behavioral influences and confounding factors due to CEs (such as anxiety related behaviors).
The order of the tests was designed so that the procedures most likely to be affected by pretreatments were performed first (45): EPM, OF, battery of neurological observations and RR. The drugs were given before the tests. One week later, after completion of the behavioral observation screen, all mice were scored in MWM to demonstrate the effect of CEs on memory formation. , Statistical analysis :
A statistical analysis to show differences between the groups was made by the unpaired Student's t-test. Where data precluded a principal assumption of parametric distribution, a non-parametric Mann-Whitney test was performed. If necessary, Fisher's exact test and Chi-square test were also used.
In all cases, a probability level P <0.05 considered statistically significant. All calculations were done using GraphPad InStat version 3.00 for Windows (GraphPad Software, USA).
5. Results a) Elevated-Plus-Maze Table 2a: Results of the EPM test. The asterisks show the significant differences between drug-treated mice (C57BL / 6J and DBA / 2) compared to the control group (0.9% NaCl solution) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <= 0.001).
NaCl SIB1553A
C57BL (n = 12) (n = 14)
Closed arm (CA) left 11.3 + - 3.2 10.5 + - 2.5
Distance covered in CA (m) 6.1 + - 1.8 6.2 + - 0.9
Duration of stay in CA (s) 199.5 + - 51.8 220.3 + - 25.5
Total distance covered (m) 8.1 + - 1.2 7.8 + - 1.5
Rest period (s) 66.6 + - 5.3 68.0 + - 6.2
Extent of large movements (%) 4,5 + - 1,9 3,9 + - 2,5
<EMI ID = 13.1>
Defecation 0.4 + - 0.1 0.9 + - 1.3
NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
Closed arm (CA) left 8.0 + - 5.0 6.5 + - 4.3
Distance traveled in CA (m) 6.5 + - 2.1 5.8 + - 1.4
Duration of stay CA (s) 218.2 + - 54.8 219.7 + - 44.5
Total distance traveled (m) 7.9 + - 1.8 7.1 + - 1.2
Rest period 71.0 + - 6.8 74.9 + - 3.8
<EMI ID = 13.2>
Extent of large movements (%) 5,7 + - 3,1 5,2 + - 1,9
S ^ <i> i
1/
NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
<EMI ID = 14.1>
Defecation 0.8 + - 1.0 0.4 + - 0.7
b) Open-Field Table 2b: Results of the OF test. The asterisks show the significant differences between drug-treated mice (C57BL / 6J and DBA / 2) compared to the control group (0.9% NaCl solution) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).
NaCl SIB1553A
C57BL (n = 12) (n = 14)
Total distance covered (m) 33.3 + - 6.0 37.2 + - 11.7
Rest period 46.6 + - 5.4 45.3 + - 6.8
Average speed (m / s) 0.05 + - 0.01 0.06 + - 0.02
Number of center intersections 7.5 + - 4.5 10.4 + - 4.1 *
Time of Snooping / Rearing 90.8 + - 39.5 101.5 + - 41, 3
Frequency of spontaneous
Change of direction 43.1 + - 11.8 52.3 + - 23.0
Length of stay in the limit 56.3 + - 11.75 58.8 + - 7.4
Extent of big movements
(%): Movement speed
> 0.10 m / s (% of
Total observation time) 23.0 + - 4.6 26.9 + - 6.5
Extent of local movements
(%): Movement speed
0.03 m / s <x <0, 10m / s (% of
Total observation time) 30.4 + - 2.2 30.8 + - 1.8
<EMI ID = 14.2>
Defecation 1.3 + - 1.7 1.1 + - 1, 5
NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
Total distance traveled (m) 27.9 + - 7.7 28.8 + - 7.5
Rest period 60.0 + - 11.9 60.7 + - 6.8
Average speed (m / s) 0.05 + - 0.01 0.05 + - 0.01
Number of center intersections 2.7 + - 3.1 5.6 + - 4.4
<EMI ID = 14.3>
Extent of Aufbäumens and 99.2 + - 25.1 115 + - 59.2 NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
brushing
Frequency of spontaneous
Direction changes 29.3 + - 11.4 5.6 + - 4.4 ***
Length of stay in the limit 77.2 + - 11.3 75.0 + - 11.3
Extent of big movements
(%): Movement speed
> 0.10 m / s (% of
Total observation time) 17,1 + - 6,0 16,0 + - 4,1
Extent of local movements
(%): Movement speed
0.03 m / s <x <0,10m / s (% of
Total observation time) 23.0 + - 6.2 23.3 + - 3.3
<EMI ID = 15.1>
Defecation 1.7 + - 1.7 1 + - 1.8
A significant decrease in the frequency of spontaneous directional changes was observed in the SIB1553A-treated DBAM mice. For C57BL / 6J, SB1553A treatment increased the number of midcrossings. c) observation battery
The amount of results is shown in Table 2c. I and 2c. II and will not be discussed here.
Table 2c. I: Results of the primary behavioral monitoring screen in C57BL / 6J mice. Scores (mean +/- standard deviation) as described by Irwin et al. Evaluated in 1968: a higher score means more (better, higher) activity (performance, response), with the exception of gait, wire maneuver and righting reflex, which perform better at lower scores. Some parameters are rated as follows: +/- (presence / absence)
NaCl SIB1553A
C57BL (n = 12) (n = 14)
A. Behavior
1. Spontaneous activity
Body position 5.5 + - 2.3 5.5 + - 2.2
<EMI ID = 15.2>
Movement activity 1.8 + - 2.6 2.3 + - 1.5 NaCl SIB1553A
C57BL (n = 12) (n = 14)
Bizarre behavior 0 0
2. Movement Affective Reactions
Vestibular waste 2.8 + -1.7 1.4 + -1.4 *
Transfer excitation 2.9 + -1.2 3 + -1.2
Spatial progress 4.2 + -1.4 4.4 + -1.3
Touch alignment 3.7 + -1.4 4.8 + -2.3
Provoked biting 3 + -2 2,3 + -1,3
Finger approach 2.8 + - 2.5 1.9 + -2.4
Finger retraction 1.5 + -2.3 2.4 + - 2.2
Cliff avoidance 12/0 14/0
Vocalize 1.25 + -1.1 1.9 + - 1.4
Urinate 10/2 2/12 *
3. Sensomotoric reaction
Startle reaction 3,2 + - 2,8 4,1 + - 3,7
Pinnareflex 1.5 + -2.8 0.1 + -0.5
Cornea 2.3 + -1.7 2.3 + -1.5
Toes pinch 1 + - 1.8 0.6 + -1.5
Visual placement 4.5 + -1.2 3.9 + - 0.9
Tail pin 0.1 + - 0.3 0.4 + -1.1
B. Neurology
1st attitude
Limb rotation 1.7 + -0.8 1.7 + -0.8
Lifting the basin 3.3 + -1.1 4 + - 1.1
Raising the tail 2.7 + - 0.8 2.9 + - 0.9
2. Muscle tone
Body tone 5.8 + -1.3 6.7 + -1.4 *
Gripping force 4,8 + -1,8 4,9 + - 2,0
Limb tone 3,3 + -1,5 3,6 + -1,6
Abdominal tone 5,2 + -1,8 5,3 + -1,7
Wire maneuver 2.7 + - 2.3 1.6 + -1.4
3. Balance and gait
Gear 0/12 0/14
Erective reflex 0 0
4. CNS excitement
Trembling / twitching 0 0
C. AUTONOM
<EMI ID = 16.1>
1. Eyes NaCl SIB1553A
C57BL (n = 12) (n = 14)
Eyelid closure 0 0
Proprioception 5.9 + - 0.7 6 + - 0
2. secretion and excretion
Defecation 2.8 + - 1.3 2.2 + - 1.4
Diarrhea 1/11 0/14
<EMI ID = 17.1>
Urinate 10/2 2/12 <*>
Table 2c. II: Results of the Primary Behavior Monitoring Screen in C57BL / 6J Mice. Scores (mean +/- standard deviation) as described by Irwin et al. Evaluated in 1968: a higher score means more (better, higher) activity (performance, response), with the exception of gait, wire maneuver and righting reflex, which perform better at lower scores. Some parameters are rated as follows: +/- (presence / absence)
NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
A. Behavior
1. Spontaneous activity
Body position 5.7 + - 2.2 6.3 + - 1.7
Movement Activity 2 + - 1.8 2.6 + - 2.0
Bizarre behavior
2. Movement Affective Reactions
Vestibular waste 0.7 + - 1.3 0.7 + - 1.1
Transfer excitation 2.9 + - 1.3 3.4 + - 1.4
Spatial movement 3.9 + - 1.9 4.1 + - 1.1
Touch-up 3.8 + - 1.1 4.1 + - 2.0
Provoked biting 1.5 + - 1.3 1.8 + - 1.7
Finger approach 2.6 + - 2.5 2.6 + - 3.0
Finger retraction 2,2 + - 2,6 2,4 + - 2,9
Cliff avoidance 10/1 11/0
Vocalization 1.7 + - 0.9 2.9 + - 1.6 *
Urinate
3. Sensomotoric reaction
Startle reaction 2,6 + - 1,8 3,7 + - 3,4
Pinnareflex 0 0.2 + - 0.6
<EMI ID = 17.2>
Komea 2.6 + - 1.1 2.7 + - 1.0 NaCl SIB1553A
DBA (n = 11) (n = 11)
Toe pinch 1.5 + -2.0 1.5 + -2.4
Visual placement 4.4 + -1.2 4.9 + -1.1
Tail pinworm 0.9 + -1.6 1.4 + -2.5
B. Neurology
I.Haltung
Limb rotation 1.3 + -0.5 1.7 + -0.5 *
Lifting the pelvis 3.5 + -1.3 3.6 + -1.6
Lifting the tail 1,8 + -0,6 2 + -0
2. Muscle tone
Body tone 6.1 + -0.3 6.9 + -1.4
Gripping force 4.4 + -1.2 4.5 + -1.8
Limb tone 2,7 + - 2,0 3,6 + -1,8
Abdominal tone 5.5 + -1.3 6.6 + -1.6
Wire maneuvers 0.7 + -1.9 1.4 + -2.5
3. Balance and gait
Gear 0/11 0/11
Erective reflex 0 0
4. CNS excitement
TrembleShow 0 0
C. AUTONOM
I.Augen
Eyelid closure 0 0
Proprioception 6 + -0.8 6.3 + - 0.5
2. secretion and excretion
Diarrhea 2/9 0/11
Urinate 2/9 2/9
<EMI ID = 18.1>
Defecation 2.6 + -1.7 1.7 + -1.4
d) Rotarod
Rotarod performance did not change significantly in DBA-treated mice compared to the control group. SIB1553A stayed significantly longer on the roller than the controls.
Table 2d: Results of the Rotarod, the longest time on the roll was used for the analysis. The asterisks show the significant differences between drug-treated mice (C57BL / 6J and DBA / 2) compared to the control group (0.9% NaCl solution) (t-Student test and / or Mann-Whitney U test; * P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001).
Maximum test NaCl SIB1553A
C57BL 13.3 + - 7.8 17.9 + - 5.9 *
<EMI ID = 19.1>
DBA 8.7 + - 7.3 13.0 + - 4.6
e) Morris Water Maze task
Figures 1 and 2 show the spatial learning curves representing the mean + _ SD latencies in searching the underwater platform per mouse strain during the 4 days of learning training and the length of stay in the target quadrant during the probe trial.
In the C57BL / 6J inbred strain, no significant difference was found between the control and treatment groups during the first 2 days of training.
During the consolidation phase (Figure lb), the length of stay of C57BL / 6J in the target quadrant was measured.
The mice treated with SIB1553 (15.8 + 4.6) showed a shorter length of stay in the quadrant where the platform was normally located (19, l + _3, 8).
The DBA / 2 mice (Figure 2a) learned between the groups without significance during the first two days. On day 3, treated mice (SIB1553A: 1.8 + 23.8) took significantly longer to reach the platform than the control group (33, 9 + _26, 3). Again, no significant latency difference was seen in achieving the goal on day 4.
In the probe experiment, mice treated with SIB1553A (II, 6 + _3,4) performed worse than the control group (16.2 + _1.5) because they spent significantly less time in the target quadrant (see Figure 2b).
When comparing the latency to reach the platform on the training days between DBA / 2 and C57BL / 6J, the control groups showed no difference on day 1, 2, and 4. But on day 3, the C57BL / 6J mice (52.6 + -18.0) needed significantly longer to reach the platform than the DBA / 2 mice (33.9 + 26.3). In contrast, the C57BL / 6J mice (19.1 + -3.8) gave significantly better probe performance than the DBA / 2 mice (16.2 + -1.5) (see Figure 3).
The average speed also changed significantly over the course of the training days, and the probe trial was comparable to the control groups in both strains (see Figure 4).
6. Summary
The main finding of the study is that CEs exert remarkable stem-related effects on behavioral, cognitive and neurological functions.
The administration of SIB1553A to a primate (rhesus monkey) resulted in an improvement of correct decisions in the delayed and non-delayed matching-to-sample task (25, 26). In the Fisher rat, SIB1533A did not improve learning in the WMW test, but did increase consolidation as assessed by a longer stay in the target quadrant (25, 26). The mouse system tested the effect of SIB1533A treatment in a T-maze in the form of a two-arm discrimination task and showed an improvement in the correct responses in old C57BL / 6J mice; unfortunately, no young mice were tested (25, 26). In the present study, SIB1533A had no effect on learning. Consolidation was significantly impaired in both strains.
Again, it may be that behavioral responses did not counteract a CE effect of SIB1553A, as increased midcrossings would not have modulated such an effect. It can not be ruled out that increased body tone, together with markedly altered vestibular decay in the neurological observation battery, led to cognitive impairment in C57BL / 6J. In contrast, the excellent performance on the Rotarod relativizes the (non-quantitative) findings from the observation battery. The significant effect of SIB1533A Jaei on improving motor coordination and motor function is a new finding that may be of potential therapeutic relevance, and further research is under way in our laboratory.
At high doses, nicotine and SIB1553A worsened Rotarod motor coordination, but at twice the dose used in our experiments, this negative effect is undetectable, and at a dose of 2.5 mg / kg, an approximately 25% improvement in rotarod Determine performance (26). REFERENCES:
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