Evaluation of Pregabalin toxic effects and determination of its concentration in the blood of albino rats

Abstract

Study main question: What are the toxic effects of Pregabalin (PRG) on albino rats' tissues, organs function parameters and what is the difference between ante-mortem and post-mortem blood PRG concentrations? Study Sub-questions: 1- What are the toxic effects of PRG on albino rats' tissues? 2- What are the toxic effects of PRG on organs function parameters (Liver function tests - kidney function tests - complete blood picture)? 3- What is the concentration of the PRG in the ante-mortem and post-mortem blood sample? Study Main Objective: To determine the toxic effects of PRG on albino rats tissues, (e.g. Muscle - liver - kidney), some organs function parameters (e.g. liver function tests - kidney function tests – complete blood picture) and to determine the difference between ante-mortem and post-mortem blood PRG concentrations. Study Sub-Objectives: 1- To determine the toxic effects of PRG on albino rats tissues, (e.g. Muscle - liver - kidney). 2- To determine the toxic effects of PRG on albino rats’ organs function parameters (e.g. liver function tests - kidney function tests – complete blood picture). 3- To determine the difference between ante-mortem and post-mortem blood PRG concentrations. Study methodology: The experimental methodology and its tools is testing and accurate observation according to experimental standards. Study samples: 36 male Wister rats (350-425 g) were obtained from Animal house -research center- King Saud University. These experiments were approved by The Scientific Research Ethics Committee. Result: The body weights were significantly decreased with all doses and durations while organs weights showed non-significant and significant decreases between studied groups. The vital parameters in acute groups were significantly decreased as compared to control group at 2 hours and 24 hours of PRG administration in group 4 (20mg/kg) at 7 ,14 and at 28 days did not show any significant difference as compared to control. While temperature retained to its normal level. Behavioral activities were significantly reduced in all groups compared to control group. Righting reflex was significantly longer. Some hematological parameters non- significantly decreased or increased among different studied groups, except for WBC and MCV that were significantly increased. While, the changes have no significant differences among sub-acute groups as compared to control group. Creatinine, BUN, and ALT levels showed no significant changes between the control, acute and subacute groups. However, AST and CPK-MM levels were significantly increased in acute PRG toxic groups and Group 3 (50mg/kg) in subacute groups. Histopathological results were done by using H&E staining of rat kidney, liver and soleus muscle showed abnormal findings in all tissue. The PRG levels in cardiac and peripheral blood from rats intoxicated with different doses of PRG at different durations showed that there is no significant difference between cardiac and peripheral blood levels and also between ante-mortem and post mortem levels. Finally, we found that the PRG blood levels are proportional to the intensity of the toxic effects previously mentioned. Recommendation: ante-mortem 1. Estimation of PRG blood concentration ante-mortem and post-mortem should be applied as a routine work in forensic fields. 2. More studies should be carried out to estimate PRG blood and urine concentration ante-mortem and post-mortem using GC-MS-MS. 3. If there was an urgent need to use PRG in treatment, there should be systematic follow-up for the drug blood levels (Therapeutic Drug Monitoring-TDM) and the clinical picture of the patient so that the toxic effects of the drug could be avoided. 4. The medicine should be taken only on prescription and under the strict supervision of qualified and specialist physician. And PRG Treated Patients should be subjects of neurological and psychological assessment.

التساؤل الرئيسي: ما هي التأثيرات السامة لعقار البريجابالين على أنسجة الجرذان البيضاء (مثل العضلات والكبد والكلى)، وظائف الأعضاء الحيوية (مثل اختبارات وظائف الكبد - اختبارات وظائف الكلى - صورة الدم الكاملة) وما هو الفرق بين تركيزات البريجابالين في عينات قبل و بعد الوفاة؟ التساؤلات الفرعية: ١- ما هي التأثيرات السامة لـ عقار البريجابالين على أنسجة الجرذان البيضاء (مثل العضلات والكبد والكلى) ؟ ٢- ما هي التأثيرات السامة لعقار البريجابالين على وظائف الأعضاء الحيوية للجرذان البيضاء (مثل اختبارات وظائف الكبد - اختبارات وظائف الكلى - صورة الدم الكاملة)؟ ٣- وما هو الفرق بين تركيزات البريجابالين في عينات قبل و بعد الوفاة؟ الهدف الرئيسي: تحديد التأثيرات السامة لعقار البريجابالين على أنسجة الجرذان البيضاء (مثل العضلات والكبد والكلى) ، وظائف الأعضاء الحيوية (مثل اختبارات وظائف الكبد - اختبارات وظائف الكلى - صورة الدم الكاملة) ولتحديد تركيزات العقار في عينات ما قبل وبعد الوفاة. الأهداف الفرعية: ١- تحديد التأثيرات السامة لـ عقار البريجابالين على أنسجة الجرذان البيضاء (مثل العضلات والكبد والكلى). ٢- تحديد التأثيرات السامة لعقار البريجابالين على وظائف الأعضاء الحيوية للجرذان البيضاء (مثل اختبارات وظائف الكبد - اختبارات وظائف الكلى - صورة الدم الكاملة). ٣- تحديد الفرق بين تركيزات البريجابالين في عينات قبل و بعد الوفاة. منهج الدراسة: المنهج التجريبي وادواته هي الاختبار والملاحظة المضبوطة وفق معايير مخبرية. عينة الدراسة: تم إجراء الدراسة على 36 من ذكور الجرذان البيضاء (425-350 جم) في مركز أبحاث الحيوانات - جامعة الملك سعود. تمت الموافقة على هذه التجارب من قبل لجنة أخلاقيات البحث العلمي. نتائج الدراسة: انخفضت أوزان الجسم بشكل كبير مع كل الجرعات والفترات بينما أظهرت أوزان الأعضاء انخفاضًا غير معنوي ومعنوي بين المجموعات المدروسة. وانخفضت بشكل معنوي العلامات الحيوية في المجموعات الحادة بالمقارنة مع المجموعة الضابطة في 2 ساعة و 24 ساعة من تجريع البريجابالين وفي المجموعة 4 (mg/kg20) في 7 و 14 وفي 28 يوما لم تظهر أي فرق معنوي بالمقارنة مع المجموعة الضابطة. في حين احتفظت درجة الحرارة بمستواها الطبيعي. الأنشطة السلوكية تناقصت بشكل معنوي في جميع المجموعات مقارنة مع المجموعة الضابطة. كان رد الفعل لتصحيح الوضع أطول بكثير. بعض القيم في صورة الدم الكاملة تنخفض او تزداد بشكل غير معنوي بين مجموعات الدراسة المختلفة باستثناء WBC و MCV زادوا بشكل معنوي في حين أن هذه التغيرات لا يوجد لديها فرق معنوي في المجموعات شبه الحادة بالمقارنة مع المجموعة الضابطة. لم تظهر مستويات Creatinine و BUN و ALT أي دلالة معنوية بين المجموعات الضابطة والمجموعات الحادة وشبه الحادة. ومع ذلك ، هناك زيادة في مستويات CPK-MM و AST بشكل معنوي في مجموعات السمية الحادة والمجموعة 3 (50mg/kg) الشبه حادة. تم تقييم نتائج إمراضيه الانسجة عن طريق صبغة H & E من كبد وعضلات وكلى الجرذان التي أظهرت تغيرات غير طبيعية في جميع الأنسجة. واظهرت مستويات البريجابالين في عينات الدم القلبية والمحيطية من الجرذان المعالجة بجرعات مختلفة من البريجابالين في فترات مختلفة انه لا يوجد فروق معنوية بين مستويات الدم القلبية والمحيطية وكذا بين عينات ما قبل وما بعد الوفاة. أخيرًا ، وجدنا أن مستويات البريجابالين في الدم تتناسب مع شدة التأثيرات السامة التي سبق ذكرها. التوصيات: 1. ينبغي تطبيق تقدير تركيز البريجابالين قبل وبعد الوفاة في الدم كعمل روتيني في مجالات الطب الشرعي. 2. ينبغي إجراء مزيد من الدراسات لتقدير تركيز البريجابالين في الدم والبول قبل وبعد الوفاة باستخدام GC-MS-MS. 3. إذا كانت هناك حاجة ملحة لاستخدام البريجابالين في العلاج، يجب أن يكون هناك متابعة منهجية لمستويات الدم (TDM) من العقار وكذا الحالة السريرية للمريض بحيث يمكن تجنب الآثار السامة للدواء. 4. يجب أن يؤخذ البريجابالين فقط بوصفة طبية وتحت إشراف صارم من طبيب مؤهل ومتخصص. وأن يخضع المرضى المعالجين بـالبريجابالين للمراقبة العصبية والنفسية.