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Unveiling the potential of perampanel and pregabalin in addressing pentylenetetrazole-induced electrographic alterations and neurobehavioral anomalies - 05/01/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115935 
Maryam Tariq a, Sana Javaid a, b, Waseem Ashraf a, Syed Muhammad Muneeb Anjum c, Muhammad Fawad Rasool d, Farhan Siddique e, Tanveer Ahmad f, Sary Alsanea g, Fawaz Alasmari g, Faleh Alqahtani g, , Imran Imran a,
a Department of Pharmacology, Faculty of Pharmacy, Bahauddin Zakariya University, Multan 60800, Pakistan 
b Department of Pharmacy, The Women University, Multan 60000, Pakistan 
c The Institute of Pharmaceutical Sciences, University of Veterinary & Animal Sciences, Lahore 75270, Pakistan 
d Department of Pharmacy Practice, Faculty of Pharmacy, Bahauddin Zakariya University, Multan 60800, Pakistan 
e Department of Chemistry and Biochemistry, Texas Tech University, Lubbock, TX 79409-1061, USA 
f Institut pour l’Avancée des Biosciences, Centre de Recherche UGA / INSERM U1209 / CNRS 5309, Université Grenoble Alpes, France 
g Department of Pharmacology and Toxicology, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh 11451, Saudi Arabia 

Corresponding authors.

Abstract

Chemical kindling is broadly used experimental model to investigate novel treatments on the process of epileptogenesis and coexisting behavioral comorbidities. The current study aimed to investigate the low dose perampanel (PER) (0.125 and 0.5 mg/kg) and pregabalin (PG) (15 mg/kg) as standalone treatments and in combination on kindling-induced seizure progression with concurrent electroencephalographic alterations. Mice were subjected to pentylenetetrazole (PTZ)-induced kindling followed by neurobehavioral assessment for anxiety-like activity and cognitive deficit through behavioral experiments. The monotherapy with PER at 0.5 mg/kg and PG at 15 mg/kg delayed the kindling process but PRP+PG yielded pronounced benefits and hindered the development of seizures of higher severity. PER+PG combination relieved the animals from anxiety-like behavior in various employed anxiogenic tests. Furthermore, the kindling-associated cognitive deficit was protected by PER+PG combination as increased alteration behavior, discrimination index and latencies to enter the dark zone were noted in y-maze, object recognition and passive avoidance tests, respectively while shorter escape latencies were noted in water maze. The brain samples of kindled mice had elevated malondialdehyde and reduced catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase enzymes while treatment with PER and PG combination shielded the mice from heightened kindling-associated oxidative stress. Overall, the findings of the present study illustrate that concurrent administration of PER and PG effectively hindered the process of epileptogenesis by protecting neuronal excitability and brain oxidative stress. The results predict the dominance of PER and PG combination over monotherapy which might serve as an effective novel combination to combat drug resistance and behavioral disorders in epileptic patients.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Impact of low doses of perampanel and pregabalin was evaluated in PTZ-kindled mice.
Polypharmacy prevented seizure progression and electrographic changes more effectively.
Combination protected from kindling-associated anxiety, cognitive deficit and depression.
Permapanel and pregabalin protected from kindling-induced brain oxidative stress.

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Keywords : Perampanel, Electroencephalography (EEG), Pentylenetetrazole, Kindling, Oxidative stress, Behavior studies


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