Development of an Enantiomeric Specific Vaccine for 3,4-Methylenedioxypyrovalerone (MDPV) Abuse

Univ Of Arkansas For Med Scis, Little Rock AR

Investigators

Linked publications, trials & patents

Abstract

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT  Synthetic  cathinones,  often  marketed  as  bath  salts,  are  dangerous  psychoactive  drugs  of  abuse  which  are  perceived  by  users  as  a  safe,  legal  high.  Synthetic  cathinones,  like  3,4-­methylenedioxypyrovalerone  (MDPV),  exhibit  stimulant  effects  similar  to  cocaine  and  amphetamines;?  however,  secondary  effects  can  lead  to  psychosis,  cardiovascular  toxicity,  and  death.  MDPV  is  available  to  drug  users  as  a  racemic  mixture,  but  the  central  nervous  system  and  cardiovascular  effects  are  primarily  attributed  to  the  (S)-­enantiomer.  While  there  are currently no vaccines approved for treating substance use disorders in humans, several vaccines to protect  against medically dangerous abused substances are in clinical trials. The hypothesis for this project is that  an (S)-­MDPV-­conjugate vaccine can mitigate adverse effects of MDPV-­like drugs of abuse. In Aim 1, an  (R,S)-­MDPV  and  (S)-­MDPV  vaccine  will  be  investigated  for  optimal  immunochemical  and  pharmacological  characteristics  in  male  and  female  Sprague  Dawley  rats.  Following  immunization,  rats  will  be  administered  MDPV;?  and  serum  concentrations  of  MDPV  will  be  determined.  Serum  will  also  be  characterized  for  immune  response,  specificity,  and  selectivity  for  (S)-­MDPV-­like  cathinones.  In  Aim  2,  the  selected  MDPV  vaccine  will  be  assessed  in  male  and  female  rats  for  effectiveness  and  safety  following  escalation  doses  of  MDPV  using  translationally important behavioral and cardiovascular parameters. For determining vaccine-­induced changes  in stimulant activity, rat locomotor activity will be measured after administration of MDPV to quantify horizontal  and  vertical  movement.  To  determine  changes  in  cardiovascular  parameters,  rats  will  be  implanted  with  devices  that  record  heart  rate,  blood  pressure,  and  temperature  and  challenged  with  MDPV.  In  Aim  3,  the  vaccine will be tested in self-­administration studies to assess the ability to alter the reinforcing effects of MDPV  and to evaluate the safety of the vaccine.  Results from these studies could significantly improve the design of  targeted immunotherapy for the treatment of substance use disorders caused by racemic mixtures. The overall  proposal  provides  advanced  training  for  a  translational  scientist  who  is  capable  of  integrating  knowledge  from  analytical chemistry, pharmacokinetics, behavioral sciences, and biological-­based medications to maximize the  probability of important discoveries for addressing treatment of cathinone use disorders.