Searching for New Leads to Treat Epilepsy: Target-Based Virtual Screening for the Discovery of Anticonvulsant Agents

Abstract

The purpose of this investigation is to contribute to the development of new anticonvulsant drugs to treat patients with refractory epilepsy. We applied a virtual screening protocol that involved the search into molecular databases of new compounds and known drugs to find small molecules that interact with the open conformation of the Nav1.2 pore. As the 3D structure of human Nav1.2 is not available, we first assembled 3D models of the target, in closed and open conformations. After the virtual screening, the resulting candidates were submitted to a second virtual filter, to find compounds with better chances of being effective for the treatment of P-glycoprotein (P-gp) mediated resistant epilepsy. Again, we built a model of the 3D structure of human P-gp, and we validated the docking methodology selected to propose the best candidates, which were experimentally tested on Nav1.2 channels by patch clamp techniques and in vivo by the maximal electroshock seizure (MES) test. Patch clamp studies allowed us to corroborate that our candidates, drugs used for the treatment of other pathologies like Ciprofloxacin, Losartan, and Valsartan, exhibit inhibitory effects on Nav1.2 channel activity. Additionally, a compound synthesized in our lab, N,N′-diphenethylsulfamide, interacts with the target and also triggers significant Na1.2 channel inhibitory action. Finally, in vivo studies confirmed the anticonvulsant action of Valsartan, Ciprofloxacin, and N,N′-diphenethylsulfamide.Fil: Palestro, Pablo Hernán. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Enrique, Nicolás Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; ArgentinaFil: Goicoechea, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; ArgentinaFil: Villalba, Maria Luisa. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sabatier, Laureano Leonel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Martín, Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; ArgentinaFil: Milesi, Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; ArgentinaFil: Bruno Blanch, Luis Enrique. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gavernet, Luciana. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin