Induction of New Carbonic Anhydrase II Following Treatment with Acetazolamide in DBA and C57 Mice

Abstract

Summary: The mechanism by which animals develop tolerance to the antiepileptic effects of the carbonic anhydrase (CA) inhibitor, acetazolamide, was explored using a quantitative immunocytochemical method. Cerebral cortex sections of DBA/2J mice susceptible to audiogenic seizures and of C57BL/6J nonsusceptible mice were stained with antibody to mouse CA II in controls and following treatment with acetazolamide (40 and 200 mg/kg) for 1, 3, and 5 days. The percentage increases in CA II fluorescent intensity of cells from C57 mice treated with 40 and 200 mg/kg acetazolamide over those of untreated mice were 22 and 36%, respectively, after 1 day, 32 and 40%, respectively, after 3 days, and 17 and 40%, respectively, after 5 days of treatment. The corresponding percentage increases in fluorescent intensity of cells from DBA mice over controls were 13 and 32%, respectively, after 1 day, 17 and 41%, respectively, after 3 days, and 26 and 58%, respectively, after 5 days of treatment. The fluorescent intensity of cells from untreated DBA mice was 35% greater than those of untreated C57 mice. In C57 mice the maximum amount of CA II per cell at each dose occurred 24 h after acetazolamide treatment, whereas the amount in DBA mice continued to increase with time and dose up to 5 days. The differences between the two strains can be explained by changes in distribution of CA II to subcellular locations or by defects in phosphorylation of the molecule. RESUME Nous avons exploré au moyen d'une méthode immunocytochimique quantitative les mécanismes par lesquels les animaux développent une tolérance à l'activité antiépileptique de l'acétazolamide, qui est un inhibiteur de l'anhydrase carbonique. Des coupes de cortex obtenues chez des souris DBA/2J prédisposées aux crises audiogéniques, et chez des souris C57BL/6J non prédisposées, ont été mise en présence d'un anticorps dirigé contre l'anhydrase carbonique II de la souris (AC II); cette étude a été faite chez des animaux contrǒles et après traitement par l'acét‐azolamide (40 et 200 mg/j) pendant 1, 3, et 5 jours. Par rapport aux souris non traitées, l'augmentation d'intensité de fluorescence à TAC II des cellules des souris C57 traitées par acétazol‐amide à 40 et à 200 mg/kg a été de 22 et 36% respectivement après 1 jour, de 32% et 40% respectivement après 3 jours, et de 17 et 40% respectivement après 5 jours. Chez les souris DBA, les chiffres correspondants sont 13 et 32% après 1 jour, 17 et 41% après 3 jours, et 26 et 58% après 5 jours de traitement. L'intensité de fluorescence des cellules de souris DBA non traitées était de 35% supérieure à celle des souris C57 non traitées. Chez les souris C57, le taux maximum d'ACII par cellule et pour chaque dose a été trouvé après 1 jour de traitement par acétazolamide, alors que chez les souris DBA, le taux d'ACIl a continué de croǐtre avec le temps et avec la dose jusqu'au 5^eme jour. Les différences contatées entre les deux lignées de souris peuvent s'expliquer par des modifications de distribution de l'ACII entre les régions subcellulaires, ou par des défauts dans la phosphorylation de la molécule. ZUSAMMENFASSUNG Die Mechanismen, durch welche Tiere eíne Toleranz gegenuber den antiepileptischen Wirkungen des Carboanhydrase (CA) Inhibitors, Acetazolamid entwickeln, wurden mit einer quantitative “immunozytochemische” Methode untersucht. Schnitte vom zerebralen Kortex von DBA/2J Mäusen, die für audiogene Krämpfe empfindlich sind, und von C57BL/6J nicht‐empfindlichen Mäusen wurden mit Antikörpern gegen die Carboanhydrase II der Maus (CAII) beí Kontrollen und nach einer Behandlung mit Acetazolamid (40 und 200 mg/kg) für 1, 3, und 5 Tage gefärbt. Der Prozentsatz der Intensität der CA II Fluoreszenz von Zellen von C57 Mäusen, die mit 40 und 200 mg/kg Acetazolamid behandelt wurden, erhöht sich gegenüber dem unbehandelter Mäuse um 22 bzw. 36% nach einem Tag, 32 bzw. 40% nach drei Tagen und 17 bzw. 40% nach fünf Tagen der Behandlung. Die entsprechende prozentuale Erhöhung der Intensität der Fluoreszenz von Zellen von DBA Mäusen gegenüber Kontrollen betrug 13 bzw. 32% nach 1 Tag, 17 bzw. 41% nach 3 Tagen und 26 bzw. 58% nach 5 Tagen Behandlung. Die Intensität der Fluoreszenz von Zellen unbehandelter DBA Mäuse war 35% größer als solche unbehandelter C57 Mäuse. Bei C57 Mäusen ereignete sich der maximale Anstieg der CA II pro Zelle bei jeder Dosierung 24 Stunden nach Acetazolamid‐Behandlung, während die Menge bei DBA Mäusen mit der Zeit und der Dosis kontinuierlich bis zum 5. Tag anstieg. Die Unterschiede zwischen den beiden Stämmen können durch die Veränderungen der Verteilung der CA II im subzellulären Raum oder durch Defekte der Phosphorylierung der Moleküle erklärt werden.