Effects of the atypical antipsychotic clozapine on recombinantly expressed GABAA receptor subtypes

Clozapin (CLZ) ist ein tetracyclischer Wirkstoff mit herausragender klinischer Wirksamkeit in der Behandlung psychotischer Symptome in Patienten, die nicht auf typische Neuroleptika ansprechen. Waehrend der Wirkmechanismus von CLZ unzureichend geklaert ist, konnten Interaktionen mit verschiedenen Zielmolekuelen experimentell gezeigt werden. Die Beeinflussung von Stroemen in Subtypen der GABAA Rezeptorfamilie stellt eine einzigartige Eigenschaft im Vergleich zum typischen Neuroleptikum Haloperidol dar. Die Behandlung mit CLZ ist begrenzt durch ihre schweren und potentiell toelichen Nebenwirkungen. In dieser Arbeit wurde die Wirkung von CLZ auf fuenf verschiedene rekombinant exprimierte GABAA Rezeptor Subtypen in elektrophysiologischen Experimenten an Xaenopus laevis Oozyten untersucht. In allen untersuchten Subtypen zeigen wir eine ausgepraegte Reduktion von GABA induzierten Stroemen durch mikromolare CLZ Konzentrationen. Die Ergebnisse zeigen, dass die gamma Untereinheit keine Vorraussetzung fuer CLZ Sensitivitaet ist. Die maximale mittlere Inhibition bei 100umol CLZ ist signifikant hoeher in alpha2 beinhaltenden Subtypen (232,231 und 23) verglichen mit alpha1 beinhaltenden Subtypen (12 and 122). Im Licht der Erkenntnisse aus Vergleichen mit Strukturmodellen analoger Proteine schlagen wir eine intra-subunit Bindestelle als Kandidat fuer die Vermittlung der negativ modulatorischen Effekte von CLZ vor. Die Ergebnisse regen zu einer tieferen Auseinandersetzung mit dem potentiellen Zusammenhang zwischen negativ modulatorischen Effekten auf GABAA Rezeptoren und einigen von CLZs klinischen Effekten an.Clozapine (CLZ) is a tetracyclic compound with outstanding clinical effectivenessin the treatment of psychotic symptoms even in patients resistant to high doses of typical neuroleptics. While CLZ has been shown to interact with multiple targets, its action at subtypes of the GABAA receptor family presents a unique feature when compared to the typical antipsychotic haloperidol. Treatment with CLZ is limited by its serious and potentially fatal sideeffects, which include increased seizure susceptibility and agranulocytosis. As GABAergic interneurons form an undisputed core component of corticolimbic circuity, defects in GABA transmission have become a central element in a number of models for psychiatric disease such as schizophrenia and bipolar disorder. In this work we studied CLZs effects on five different recombinantly expressed GABAA receptor subtypes in electrophysiological experiments on Xenopus laevis oocytes. We show extensive negative allosteric modulation of GABA elicted currents at micromolar CLZ concentrations in all studied subtypes. Our results confirm that the existence of a gamme subunit is no premise for CLZ sensitivity. The maximum mean inhibition at 100umol CLZ is significantly higher in alpha2 containing assemblies (232,231 and 23) compared to 1 containing assemblies (12 and 122). In light of hints gained from structural models of analog proteins, we explore a tentative intra-subunit binding site candidate for CLZ and related molecules. Our findings prompt for a deeper examination of a possible link between some of CLZs clinicaleffectsand its negative modulatory action on GABAA receptors.Luca Leandro Silva PitaAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018(VLID)255756