Experimentelle Untersuchungen zur chronischen intrasubthalamischen Mikroinfusion des partiellen GABAA-Rezeptor-Agonisten Imepitoin zur Therapie pharmakoresistenter Epilepsien

Epilepsien zählen zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen in der Human- und Veterinärmedizin und betreffen weltweit ca. 50 Millionen Menschen (WHO, 2019). Obwohl in der Humanmedizin eine Vielzahl von Antiepileptika zur Verfügung stehen, werden etwa 30% aller Humanpatienten unter der systemischen (oralen) Therapie nicht anfallsfrei (Kalilani et al., 2018). In der Veterinärmedizin ist die Auswahl an verfügbaren und zugelassenen Antiepileptika deutlich geringer und etwa 75 – 86 % der caninen Patienten werden unter der Therapie nicht anfallsfrei (Charalambous et al., 2023). An dieser sogenannten Pharmakoresistenz sind unter anderem Veränderungen in der Blut-Hirn-Schranke, die einen ausreichenden Übertritt der Wirkstoffe in das Gehirn verhindern, beteiligt (Löscher et al., 2020). Daher besteht ein experimenteller Ansatz zur Lösung dieses Problems darin, geeignete Wirkstoffe unter Umgehung der Blut-Hirn-Schranke direkt in eine geeignete Zielregion des epileptischen Netzwerks zu infundieren (Gernert & Feja, 2020). Der subthalamische Nukleus (STN) hat sich als eine vielversprechende Zielregion für die intrazerebrale Substanzapplikation erwiesen, da er nach Hemmung die Entstehung und Ausbreitung epileptischer Anfälle unterschiedlichen Ursprungs unterdrücken kann (zusammengefasst von Gernert & Feja, 2020). In vorherigen tierexperimentellen Studien konnten mit dieser Technologie signifikante antikonvulsive Effekte erzielt werden, jedoch kam es bei der chronischen intrazerebralen Applikation von reinen GABA_A-Rezeptor-Agonisten (Muscimol) oder GABA-erhöhenden Substanzen (Vigabatrin) zur Toleranzentwicklung (Gernert et al., 2023; Gey et al., 2016). Dieser Wirkungsverlust ist möglicherweise auf eine Desensibilisierung postsynaptischer GABA_A-Rezeptoren aufgrund kontinuierlicher Agonisten-Einwirkung zurückzuführen. Meine Hypothese lautet daher, dass Imepitoin als partieller GABA_A-Agonist bei chronischer intrasubthalamischer Mikroinfusion im Rattenmodell zusätzlich die Toleranzentwicklung reduziert. Imepitoin bindet an die Benzodiazepin-Bindungsstelle des GABA_A-Rezeptors und hat eine deutlich geringere Affinität zu diesem, weshalb bei der chronischen systemischen Therapie mit Imepition klinisch bisher geringe Nebenwirkungen und keine Toleranzen und Abhängigkeiten aufgetreten sind (Rundfeldt & Löscher, 2014). Ziel dieser Arbeit war es, Imepitoin chronisch intrasubthalamisch zu infundieren und langanhaltende antikonvulsive Effekte, ohne eine Toleranzentwicklung oder das Auftreten von schwerwiegenden Nebenwirkungen, zu erzielen. Da Imepitoin eine hydrophobe Substanz ist, ist ein geeignetes Vehikel notwendig, um es intrazerebral applizieren zu können. In dieser Arbeit wurde hierfür das Potenzial von 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HP-β-CD) als Vehikel untersucht, da es sich bereits als ein geeignetes Vehikel zur akuten intrazerebralen Applikation von hydrophoben Stoffen erwiesen hat (Yaksh et al., 1991). Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen, Imepitoin mit Hilfe von HP-β-CD in Lösung zu bringen und chronisch intrazerebral zu infundieren. Jedoch führte die chronische intrazerebrale Mikroinfusion des Vehikels HP-β-CD konzentrationsabhängig zu antikonvulsiven Effekten, Nebenwirkungen und Läsionen im Gehirn. Bei der chronischen Mikroinfusion von 1 % HP-β-CD blieben derartige Nebenwirkungen aus, weshalb sich HP-β-CD in dieser Konzentration als ein geeignetes Vehikel erwiesen hat. Da in 1 % HP-β-CD nur 0,167 µg/µl Imepitoin gelöst werden können, ist aufgrund der verwendeten Mikroinfusionstechnik eine maximale Dosierung von 0,4 µg/d Imepitoin in 1 % HP-β-CD möglich. In dieser Dosierung konnten Hinweise auf antikonvulsive Effekte beobachtet werden, welche bei einer Erhöhung der Dosierung oder der Tierzahl signifikant sein könnten. Durch die chronische intrazerebrale Mikroinfusion von 5 und 20 % HP-β-CD kam es zu den beschriebenen Nebenwirkungen, weshalb eine mögliche antikonvulsive Wirksamkeit von 2, 4 und 8 µg/d IMP durch die Wirkung des Vehikels überschattet wurde. Da die chronische intrasubthalamische Mikroinfusion von 0,4 µg/d IMP antikonvulsive Effekte andeutet, könnte die chronische Mikroinfusion von Imepitoin in einer angepassten Dosierung eine Therapiemethode zur Behandlung pharmakoresistenter Epilepsien sein. Allerdings müssen andere Vehikel zur Lösung und intrazerebralen Mikroinfusion gefunden werden, um die Dosierung von Imepitoin erhöhen und somit eventuell signifikante antikonvulsive Effekte erzielen zu können.