CannaData

Ačkoliv byla choroba identifikována již v roce 1872 americkým lékařem Georgem Huntingtonem, dosud na ni neexistuje účinná léčba. Symptomy nemoci se daří pouze zmírňovat, což alespoň částečně přispívá ke zlepšení kvality života pacientů. Huntingtonova choroba byla dříve známá pod názvem Tanec svatého Víta.

Co je to Huntingtonova choroba (HD)?

Dědičná neurodegenerativní porucha mozku se projevuje především motorickými abnormalitami, kognitivními dysfunkcemi a poruchami chování. Intenzita jednotlivých symptomů se může výrazně lišit u jednotlivých pacientů.

Základní fakta o HD

• poměrně vzácná porucha postihuje v evropské a severoamerické populaci přibližně 5 - 10 osob ze 100000, na ostatních kontinentech je to zpravidla méně
• motorické poruchy se mohou projevovat náhodnými pohyby, zpomalením pohybů, dystonií, problémy s polykáním
• k souvisejícím poruchám chování patří např. deprese, apatie, úzkost, vznětlivost, podrážděnost, obsesivně-kompulzivní chování aj.
• nemoc dále způsobí postupné zhoršování intelektu, logického myšlení, paměti, schopnosti chápat nové informace, úsudku nebo koncentrace apod.

Více informací o Huntingtonově chorobě najdete zde

Výzkum proběhl na divokých myších s 3NP lézemi a typu R6/2, který modeluje lidskou Huntingtonovu chorobu expresí části lidského genu a dostatečně simuluje fenotyp lidské HD.

Studium neuroprotektivních účinků CBG u myší s lézí 3NP

Myši infikované 3NP vykazovaly nesčetné množství neurologických, biochemických a histologických účinků, které připomínaly některé aspekty HD patologie (sepnutí zadních končetin, dystonie, lokometrická aktivita). Podávání CBG zlepšilo motorické deficity, ale nemělo skoro žádný vliv na trunkální dystonii. Viz Obrázek 1.

Systematické podávání 3NP vede k progresivní a selektivní degeneraci ve striatu. Pravý sloupec ukazuje díky světelné mikroskopii ve vyšším rozlišení selektivní ztrátu buněk ve striatu 5 den. Tato léze nebyla detekovatelná ve skupině, která dostala CBG. Viz Obrázek 2.

Na Obrázku 3 lze pozorovat, že léčba CBG zabránila 3NP indukované ztrátě neuronů (3A). Ošetření však nesnížilo počet na gliový fibrilární kyselý protein (GFAP) pozitivních buněk, u kterých ve skutečnosti došlo ke zvýšení (3B). Aplikace CBG vyvolalo pouze mírné snížení reaktivní mikrogliózy (3C).

Aktivace migroglie a astroglióza byly CBG ovlivněny minimálně nebo vůbec. Ukázalo se, že exprese zánětlivých enzymů cyklooxygenázy (COX-2), inducibilní syntáza oxidu dusnatého (iNOS) a exprese prozánětlivých cytokinů TNF-a (faktor nádorové nekrózy) a IL-6 (interleukin 6) se signifikantně zvýšily u myší s 3NP lézí. CBG významně oslabil upregulaci všech prozánětlivých markerů indukovaných 3NP. Viz Obrázek 4.

Dohromady tyto výsledky naznačují, že CBG zprostředkovává svou protizánětlivou aktivitu na aktivované mikroglii a nikoliv na signálních drahách, které řídí mikrogliové buňky z klidového do aktivovaného stavu.

Jak je vidět v Obrázku 5, striatum myší s lézí 3NP bylo využito pro analýzu některých biochemických markerů souvisejících s oxidačním stresem, (např. katalázové aktivity, SOD aktivity, GSH hladiny), které jsou v tomto modelu obzvláště ovlivněny. Podle očekávání došlo ke značnému snížení aktivity katalázy, SOD i GSH. Ošetření CBG obnovilo aktivity antioxidačních enzymů. Souhrnně byly tyto účinky slučitelné s důležitým neuroprotektivním účinkem, který CBG vyvíjí proti striatálnímu poškození způsobeného 3NP. U zdravých vzorků byl kanabigerol na tyto parametry většinou neaktivní.

Pouze 2 geny (Cd44 a Sgk1) jsou signifikantně upregulovány. HD analýzu 84 genů najdete v tabulce zde.

Výsledky obecně potvrzují, že molekulární mechanismy, které podtrhují fyziopatologii HD, jsou v myších modelech 3NP a R6/2 zcela odlišné, ale předchozí studie potvrdily vztah těchto dvou genů (Cd44 a Sgk1) a dalších neuroinflamačních poruch.

Studium neuroprotektivních účinků CBG u myší R6/2

Dále byl zkoumán transgenní myší model R6/2 vykazující velmi agresivní patologický fenotyp, který rekapituluje většinu cytotoxických mechanismů působících v lidské patologii.

Pro výzkum HD se využívají myši R6/2. Tento typ modeluje lidskou Huntingtonovu chorobu expresí části lidského genu a dostatečně simuluje fenotyp lidské HD. Model vykazuje tyto znaky:

• HTT agregáty
• Sníženou aktivitou
• Motorické deficity
• Deficity při učení a opětovném učení
• Sníženou úzkost
• Neurozánětlivost
• Striatální změny
• Neuronální atrofii
• Průměrné přežití 100 dní

Ve srovnání s divokými typy vykazovaly tyto myši charakteristickou ztrátu hmotnosti, která byla hlášena u více transgenních modelů. Úbytek hmotnosti začal ve věku 8 týdnů a zhoršil se ve věku 10 týdnů, kdy byly myši utraceny. Léčení CBG nebylo účinné při obnově hmotnosti.

Souběžně s úbytkem hmotnosti vykazovaly myši R6/2 zhoršení výkonu na rotarodu. Patrné bylo už od 5. týdne a maxima dosáhlo v 9. týdnu po narození. Podávání CBG vyvolalo mírné zotavení zhoršeného výkonu. Viz Obrázek 6A.

Čas strávený na rotarodu byl u myší R6/2 ošetřených CBG vždy vyšší než u myší R6/2 ošetřených vehikulem. Rozdíly však nebyly statisticky významné. Viz Obrázek 6B.

Posmrtná analýza striatum u R6/2 po 10 týdnech po narození prokázala důležité změny ve specifických markerech patologie HD. Potvrdilo se už dříve prokázané výrazné snížení exprese CB1. Viz Obrázek 7A.

Patrné byly i upregulační odezvy CB2, ale ve významně menší míře než v předchozích studiích (Viz Obrázek 7B). Totéž se stalo i s expresí FAAH (Viz Obrázek 7C). Exprese MAGL nebyla u zvířecích modelů tohoto typu dosud studována a ukázalo se, že má výraznou downregulační odezvu (Viz Obrázek 7D). Ošetření CBG ovlivnilo genovou expresi pro CB2 pouze s malým účinkem. Viz Obrázek 7B.

Potvrdily se očekávané odezvy u myší R6/2 pro jiné biochemické markery, jejichž exprese se projevila v případě BDNF a IGF 1 (inzulinu podobný růstový faktor 1) dramatickou redukcí. Léčba CBG částečně zlepšila jejich deficity, ale účinky byly skromné (Viz Obrázek 8A a 8B). Modely R6/2 vykazovaly deficity v gliových glutamátových transportérech GLAST (glutamátový aspartátový transportér) a zejména GLT-1. V těchto případech ale nedošlo k žádnému zotavení po léčbě CBG. Viz Obrázek 8C a 8D.

Shrnutí prokázaných neuroprotektivních vlastností CBG u Huntingtonovy choroby

Tato pár let stará studie prokázala, že kromě toho, že kanabigerol byl extrémně aktivní jako neuroprotektant, též chránil striatální neurony proti 3-nitropropionátové (3NP) toxicitě. CBG také zeslabil reaktivní mikrogliózu a zvýšenou odpověď prozánětlivých markerů indukovaných 3NP. Současně zlepšil hladiny antioxidační obrany, které byly významně zredukovány působením 3NP. Proto se zkoumaly i neuroprotektivní vlastnosti CBG u myší typu R6/2.

Léčba kanabigerolem vedla k mnohem nižšímu, ale významnému zotavení ve zhoršené výkonnosti na rotarodu typického pro tento typ hlodavců. Vědci také dokázali identifikovat řadu genů spojených s tímto onemocněním, jejichž exprese byla u myší R6/2 změněna, ale pomocí CBG částečně normalizována.

Viditelné bylo mírné zlepšení genové exprese pro mozkový neurotrofní faktor (BDNF), signální dráhu (IGF 1) a nitrojaderné receptory ovlivňující transkripci a expresi genů PPARγ, které byly u těchto myší změněny. Stejně jako malé, ale významné snížení agregace mutantního hungingtinu u striatálního parenchymu u zvířat ošetřených CBG.

Výsledky otvírají nové výzkumné cesty pro použití CBG, samostatně nebo v kombinaci s dalšími fytokanabinoidy, nebo terapiemi k léčbě neurodegenerativních chorob jako je například Huntingtonova choroba.

Informace o studii:

Publikováno: Neurotherapeutics, 2015 - Print ISSN: 1933-7213, Online ISSN: 1878-7479 

PMID: 25252936, PMCID: PMC4322067

https://doi.org/10.1007/s13311-014-0304-z

Anglický název: Neuroprotective Properties of Cannabigerol in Huntington’s Disease: Studies in R6/2 Mice and 3-Nitropropionate-lesioned Mice

Autoři:

Sara Valdeolivas, Carmen Navarrete, Irene Cantarero, María L. Bellido, Eduardo Muñoz, Onintza Sagredo

Pracoviště:

• Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Instituto Universitario de Investigación en Neuroquímica, Universidad Complutense, Madrid, 28040 Spain
• Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Universidad Complutense, Madrid, Spain
• Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS), Facultad de Medicina, Universidad Complutense, Madrid, Spain
• Vivacell Biotechnology Spain, Córdoba, Spain
• Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (IMIBC)/Hospital Universitario Reina Sofía, Universidad de Córdoba, Córdoba, Spain