Protective role of melatonin and taurine against carbamazepine-induced toxicity in freshly isolated rat hepatocytes / Rol protector de la melatonina y taurina contra la toxicidad inducida por la carbamazepina en hepatocitos de rata recién aislados

ABSTRACT

Carbamazepine is widely used in a broad spectrum of psychiatric and neurological disorders. Idiosyncratic hepatotoxicity is a well-known adverse reaction associated with carbamazepine. Hepatotoxicity is rare, but a real concern when initiating therapy. It was found that oxidative stress is a potential mechanism for carbamazepine-induced hepatotoxicity. Present study evaluated the hepato protective role of taurine and melatonin against carbamazepine-induced hepatotoxicity. Hepatocytes were prepared by the method of collagenase enzyme perfusion via portal vein. Cells were treated with 400 uM carbamazepine, 1mM taurine, and 1mM melatonin. Cell death, reactive oxygen species formation, lipid peroxidation, and mitochondrial membrane depolarization were assessed as toxicity markers and the effects of taurine and melatonin administration on them were investigated. Our results showed that carbamazepine induced oxidative stress; increased ROS formation and lipid peroxidation products and also decreased mitochondrial membrane potential (DYm). Carbamazepine caused a decrease in cellular glutathione content and an elevation in oxidized glutathione levels. Our investigation showed that preincubation of hepatocytes with taurine (1 mM) could alleviate oxidative damages induced by carbamazepine; melatonin was also a good antioxidant to protect hepatocytes against cytotoxicity induced by carbamazepine. It may be concluded that taurine and melatonin are effective antioxidants to prevent carbamazepine-induced hepatotoxicity. Following our findings, further studies are suggested on the antioxidant effects of taurine and melatonin in patients receiving carbamazepine.

RESUMEN

La carbamazepina es ampliamente utilizada en un gran espectro de trastornos psiquiátricos y neurológicos. La hepatotoxicidad idiosincrásica es una conocida reacción adversa asociada con la carbamazepina. La hepatotoxicidad es rara, pero es una preocupación real al iniciar el tratamiento. Se ha reportado que el estrés oxidativo es un potencial mecanismo para la hepatotoxicidad inducida por carbamazepina. El presente estudio evaluó la función hepato-protectora de la taurina y melatonina contra la hepatotoxicidad inducida por carbamazepina. Los hepatocitos se prepararon por el método de perfusión de la enzima colagenasa a través de la vena porta. Las células fueron tratadas con 400 uM de carbamazepina, 1 mM de taurina, y 1 mM de melatonina. La muerte celular, formación de especies reactivas de oxígeno (ERO), peroxidación de lípidos, y despolarización de la membrana mitocondrial fueron evaluadas como marcadores de toxicidad, junto con investigar los efectos de la taurina y melatonina administrada en ellos. Nuestros resultados mostraron estrés oxidativo inducido por carbamazepina, con aumento de las ERO, formación de productos de la peroxidación lipídica y disminución del potencial de membrana mitocondrial (DYm). La carbamazepina causó una disminución en el contenido celular de glutatión y una elevación de los niveles de glutatión no-oxidado. Se observó que la preincubación de los hepatocitos con taurina (1 mM) podría aliviar los daños oxidativos inducidos por carbamazepina; además la melatonina también fue un buen antioxidante para proteger a los hepatocitos. Se puede concluir que tanto la taurina y melatonina son antioxidantes eficaces para prevenir la hepatotoxicidad inducida por carbamazepina. Tras nuestros resultados, se sugiere estudiar los efectos antioxidantes de la taurina y melatonina en pacientes tratados con carbamazepina.