The investigation of the interaction of armodafinil with membrane lipids by using DPPC model membrane system (Armodafinil’in membran lipidleri etkileşiminin DPPC model membran sistemi ile araştırılması)
Journal Title: Turk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi - Year 2019, Vol 76, Issue 1
Abstract
Objective: Armodafinil (ARM), the R-enantiomer of the racemic compound of modafinil, is a central nervous system (CNS) stimulant and wakefulness-promoting used in sleep disorders with unknown exact cellular mechanism. Although it was shown that it does not binds to enzymes and receptors that regulate sleep/wake regulation as well as it is very-well distributed in the body, there is no report evaluating its CNS availability to the best of our knowledge. Considering that lipid solubility of a drug directly affects CNS accessibility, the investigation of ARM how to penetrate into and to interact with lipids would be beneficial to contribute to such issue. Related with this, the interaction of ARM with simplified model membrane system named dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) multilamellar vesicles (MLVs) depending on concentrations was investigated in the present study. Methods: The effects of ARM as a function of concentration (1-10-20 mol %) on main transition temperature (Tm), enthalpy (ΔH), cooperativity unit (CU) and frequency values of CH2 asymmetric, C=O symmetric and PO2- asymmetric stretching of DPPC MLVs were studied by utilizing differential scanning calorimetry (DSC) and fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Results: All data showed that with the addition of ARM at all concentrations into pure DPPC MLVs, decreased lipid order (acyl chain flexibility), but increased lipid dynamics (fluidity), glycerol backbone and hydrogen bonding capacity head groups of lipids in the gel and liquid crystalline phases. Moreover, it also caused to shift Tm, ΔH and CU to lower values. Conclusion: The corresponding findings revealed that ARM has high affinity for binding to acyl chains and hydrophilic parts of phosphatidylcholine lipids. This was also supported by the obtained differences in the thermotropic properties of lipids caused by ARM. The high tendency of ARM to interact with lipids may also mean that it may also lead to perturb the packing of membrane lipids. The results provides incorporation profile of ARM into biological membranes depending on concentration, which may further contribute to new drug development against sleep disorders and related diseases. Amaç: Modafinilin rasemik bileşiğinin R-enantiyomeri olan Armodafinil (ARM) tam olarak bilinmeyen hücresel etki mekanizması ile uyku bozukluklarında kullanılan merkezi sinir sistemi (MSS) uyarıcı ve uyanıklığı arttırıcı bir ajandır. Her ne kadar ARM’nin uyku/uyanıklık düzenini etkileyen enzimlere ve reseptörlere bağlanmadığı ve vücutta çok iyi dağıldığı gösterilse de, bildiğimiz kadarıyla onun MSS’deki etkinliğini değerlendiren bir çalışma bulunmamaktadır. Bir ilacın lipid çözünürlüğünün onun MSS erişilebilirliğini direkt olarak etkilediği göz önünde bulundurulduğunda ARM’nin lipidlerin içine nasıl nüfuz ettiği ve onlarla ne tarz etkileşmelere girdiğinin araştırılması bu konuya faydalı katkılar sağlayabilir. Bu bağlamda, bu çalışmada dipalmitoilfosfatidilkolin (DPPC) multilamellar veziküler (MLVs) adlı basitleştirilmiş model membran sistemi ile ARM’in konsantrasyona bağlı etkileşmeleri araştırıldı. Yöntem: ARM’nin DPPC MLV’lerinin ana geçiş sıcaklığı (Tm), entalpi (ΔH), kooperatiflik birimi (CU) ve CH2 asimetrik, C = O simetrik ve PO2- asimetrik frekans değerleri üzerine etkileri konsantrasyona bağlı (% 1-10- 20 mol) olarak diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC) ve fourier dönüşümü infrared (FT-IR) spektroskopisi kullanılarak incelendi. Bulgular: Elde edilen tüm verilere göre saf DPPC MLV’lerine ARM eklenmesiyle, lipit düzeninde (açil zincir esnekliği) azalmaya karşılık lipid dinamiği (akışkanlık), gliserol omurgası ve lipid kafa gruplarının hidrojen bağlama kapasitelerinde sıvı ve kristal fazda artma olduğu tespit edildi. Ayrıca, Tm, ΔH ve CU parametrelerinin de daha düşük değerlere kaydığı bulundu. Sonuç: Tüm bulgular, ARM’nin, fosfatidilkolin lipidlerinin açil zincirlerine ve hidrofilik kısımlarına bağlanmak üzere yüksek afinite gösterdiğini ortaya koydu. Bu durum ARM’nin lipidlerin termotrofik parametrelerinde neden olduğu farklılıklarla da desteklendi. ARM’nin lipidlerle yüksek oranda etkileşime girme eğilimi onun membran lipidlerinin paketlenmesini bozmasına da neden olabileceği anlamına gelebilir. Elde edilen tüm sonuçlar ARM’nin biyolojik membranlar ile ne tarz etkileşmelere girdiği ile ilgili bilgiler sunmakla birlikte uyku düzensizlikleri ve ilgili hastalıklara karşı yeni ilaç geliştirme çalışmalarına katkı sağlayabilir.
Authors and Affiliations
Handan KIRKOÇOĞLU, Sevgi TÜRKER-KAYA
Keywords
Related Articles
- EP ID EP492041
- DOI 10.5505/TurkHijyen.2018.68094
- Views 164
- Downloads 0
Bazı antiseptik ve dezenfektanların antibakteriyel etkinliklerinin araştırılması (Evalution of antibacterial activities of some antiseptics and disinfectants)
Amaç: Çalışmamızda hastanelerde sık kullanılan 4 adet antiseptik ve dezenfektanın hastanemizde yatan hastalardan izole edilen hastane enfeksiyonu etkeni, dirençli ve farklı cinslerden 12 adet bakteri üzerine etkisi ve et...
Nanoteknolojik dezenfektanların heterotrofik biyofilmler üzerine etkisi (The efficacy of nanotechnological disinfectants on heterotrophic biofilms)
Amaç: Gümüş sülfadiazin ve benzalkonyum klorür mikroorganizmalara karşı etkin olduğu bilinen biyosidal ajanlardır. Planktonik hücreler bu ajanlardan kolay etkilenmelerine rağmen biyofilm içindeki bakteriler aynı kimyasal...
Vankomisin dirençli enterokok suşlarının rep-PCR yöntemi ile klonal analizlerinin değerlendirilmesi (Evaluation of clonal analysis of vancomycin-resistant enterocci strains by rep-PCR method)
Amaç: Vankomisin dirençli enterokoklar (VRE), hızlı yayılımları, artan mortaliteri oranları, sınırlı tedavi seçenekleri ve vankomisin direncini daha virulan patojenlere transfer etme olasılıkları nedeniyle önemli nozokom...
Türkiye’de yetişen Equisetum arvense, Plantago lanceolota ve Olea europaea yaprağından elde edilen ticari ekstraktların in-vitro antibakteriyel aktivitelerinin araştırılması (Investigation of in-vitro antibacterial activities of commercial extracts prepared from Equisetum arvense, Plantago lanceolota and Olea europaea leaf grown in Turkey)
Amaç: Bitkiler yüzyıllardır enfeksiyon hastalıklarının tedavisi dahil olmak üzere birçok hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır. Son yıllarda patojen mikroorganizmalara karşı kullanılan antibakteriyel maddelere direnc...
Akciğer kanseri tedavisinde farmakogenomik (Pharmacogenomics in lung cancer treatment)
ÖZET Günümüzde akciğer kanseri erkeklerde en sık rastlanan ve ölümle sonuçlanan kanser tipleri arasında birinci sırayı almaktadır. Hastalığın tedavisine yönelik çalışmalarda en güncel ve önemli ivme insan genom yapısının...