Atliktame tyrime TRPM8 antagonistas kanabigerolis, nepsichotropinis kanabinoidas, sustabdė storosios žarnos vėžio vystymąsi

 

Santrumpa

Kanabigerolis (CBG) yra saugus nepsichotropinis iš kanapės augalo išgautas kanabinoidas (CB), kuris sąveikauja su tam tikrais taikiniais, susijusiais su vėžio vystymusi. Konkrečiai, CBG galimai blokuoja neselektyvius joninius kanalus (TRP) M8 (TRPM8), aktyvuoja TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalus, blokuoja 5-hidroksitriptamino receptorių 1A (5-HT1A) ir stabdo endokanabinoidų rezorbciją. Šiame tyrime aiškinamasi, ar CBG apsaugo nuo storosios žarnos vėžio vystymosi. Nustatyta, kad CBG paskatino apoptozę, stimuliavo ROS gamybą, padidino CHOP mRNA ir sumažino CRC (storosios žarnos vėžio) ląstelių augimą. CBG poveikis ląstelių augimui buvo nepriklausomas nuo TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalų aktyvavimo, buvo dar padidintas CB2 receptoriaus antagonistu ir atkartotas kitais TRPM8 kanalų blokuotojais, bet ne 5-HT1A antagonistu. Be to, pastebėta, kad CBG poveikis ląstelių augimui ir CHOP mRNA raiškai buvo mažesnis ląstelėse, kuriose TRPM8 yra užblokuotas (angl.silenced). In vivo CBG nuslopino ksenograftų tumorų augimą, o taip pat cheminiu būdu sukeltą storosios žarnos vėžio vystymąsi. CBG sustabdė storosios žarnos vėžio progresavimą in vivo ir selektyviai nuslopino CRC ląstelių augimą- tokį poveikį turi ir kiti TRPM8 antagoistai. CBG turėtų būti svarstomas kaip CRC prevencijos ir gydymo priemonė.

Tyrimai ir rezultatai

Susirgimų vėžiu vis daugėja, o storosios žarnos vėžys pasaulyje pagal dažnumą iš visų vėžio rūšių yra trečioje vietoje tarp vyrų ir antroje vietoje tarp moterų. Todėl neatidėliotinai reikalingos naujos gydymo ir chemoprevencinės priemonės. Kanapės augalas turi virš 100 fitokanabinoidų ir kai kurie iš jų yra kandidatai būti nauja nuo vėžio gelbstinčia medžiaga. Be tiesioginio priešvėžinio veikimo, fitokanabinoidai geba sumažinti keletą svarbių šalutinių chemoterapijos poveikių.

Žinoma, kad delta9- tetrahidrokanabinolis (THC), taip pat kaip sintetiniai ir endogeniniai CB receptorių agonistai veikia signalų perdavimo kelius, susijusius su vėžio vystymusi. Tačiau klinikinis THC panaudojimas yra ribotas dėl nepageidaujamo psichotropinio poveikio. Todėl susidomėjimas nepsichotropiniais fitokanabinoidais, kurie turi mažą afinitetą CB receptoriams paskutiniu metu stipriai auga. Vienas iš labiausiai ištirtų kanabinoidų yra kanabidiolis (CBD), kuris, kaip jau pastebėta, turi priešvėžinių savybių. Kiti kanabinoidai yra mažiau ištirti. Vienas iš tokių komponentų yra kanabigerolis (CBG). Ir senesni, ir nauji tyrimai patvirtina analgetinį, priešeriteminį, antibakterinį, antidepresinį, antihipertenzinį CBG poveikį. Yra patvirtintas CBG didelių dozių citotoksinis poveikis žmogaus epitelioidinės karcinomos ląstelėms, CBG taip pat buvo efektyvus prieš krūties vėžį ir sustabdė keratinocitų proliferaciją. Be to, CBG nuslopino eksperimentinį žarnyno uždegimą, kas yra svarbu dėl to, kad neoplazijos, vedančios prieš CRC, išsivystymo rizika tarp opinio kolito pacientų yra padidėjusi. Farmakodinaminiai tyrimai parodė, kad CBG sąveikauja su receptoriais/fermentais, susijusiais su vėžio vystymusi. Konkrečiai, CBG yra silpnas dalinis CB1 ir CB2 receptorių agonistas, slopina endokanabinoidų rezorbciją, yra stiprus 5-HT1A antagonistas ir gali veikti neselektyvius jonų kanalus (TRP). Iš jonų kanalų, CBG yra TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 agonistas ir, svarbu, stiprus TRPM8 antagonistas, o TRP kanalai žinomi kaip susiję su vėžinių ląstelių augimu. Šiame tyrime nagrinėtas CBG efektyvumas ir veikimo būdas storosios žarnos vėžio ląstelių augimui, įvertintas galimas chemoprevencinis poveikis storosios žarnos vėžio azoksimetano (AOM) modelyje ir galimas gydomasis efektas storosios žarnos vėžio ksenograftų modelyje.

Šiame tyrime nustatyta, kad CBG sumažino dviejų karcinomos ląstelių kultūrų gyvybingumą, t.y. Caco-2 ir HCT 116 ląstelėse. Kodėl CBG poveikis HTC 116 ląstelėms yra didesnis, palyginus su Caco-2 ląstelėmis kol kas neaišku ir tai negali būti dėl skirtingos TRPM8 raiškos šiose ląstelių kultūrose. Be to, pastebėta, kad CBG stipriau ir efektyviau veikė tada, kai buvo žema serumo koncentracija (1 proc. koncentracija, kuri neveikia, per se, ląstelės gyvybingumo), galimai dėl to, kad serumo proteinai toje terpėje neutralizuoja slopinantį fitokanabinoidų poveikį ląstelių gyvybingumui. Šis pastebėjimas atitinka ankstesnio tyrimo išvadas apie kanabinoidų poveikį gliomos ir prostatos ląstelėms. Be to, atmetama prielaida, kad didesnis CBG citotoksinis poveikis, esant žemai serumo koncentracijai yra dėl padidėjusio ląstelių jautrumo, nes citotoksinio DMSO (dimetilsulfoksidas) poveikis nebuvo keičiamas esant žemai (1 proc.) ar aukštai (10 proc.) FBS (angl. foetal bovine serum)  koncentracijai. Svarbu tai, kad CBG selektyviai veikė storosios žarnos vėžio ląsteles, sveikas žmogaus žarnų epitelio ląstelių kultūras veikdamas labai nežymiai.

Kadangi CBG yra TRPM8 antagonistas, pirmiausiai buvo patikrinta galima šių kanalų įtaka tiriamam CBG veikimui. TRPM8 įtakoja ląstelių proliferaciją/apoptozę ir dabar jis laikomas kovos su vėžiu taikiniu, ypatingai prostatos vėžiu. TRPM8 mRNA aptinkama daugybėje pirminių tumorų, įskaitant CRC audinius. Šiame tyrime pirmą kartą pastebėta, kad TRPM8 mRNA ir baltymų raiška CRC ląstelėse didesnė yra Caco-2, nei HTC 116 ląstelėse. Dar svarbiau, kad CBG poveikis ląstelių gyvybingumui atkartotas sintetiniu TRPM8 antagonistu AMTB, fitokanabinoidais CBD ir CBDV, kurie, kaip ir CBG geba blokuoti TRPM8. CBG buvo toks pat efektyvus, kaip ir CBD, o abu fitokanabinoidai buvo efektyvesni už CBDV ir AMTB. Skirtingai, CBC, fitokanabinoidas, kuris neblokuoja TRPM8, turėjo nedidelį poveikį storosios žarnos ląstelių gyvybingumui. Be to, TRPM8 mRNA užblokavimas lėmė sumažintą citotoksinį CBG poveikį Caco-2 ląstelėse. Apibendrinus, šie rezultatai rodo, kad TRPM8 galimai yra susijęs su CBG sukeliamu CRC ląstelių augimo slopinimu. Galiausiai, tyrime nustatyta, kad CBG turi labai nedidelį citotoksinį poveikį sveikoms žmogaus žarnų epitelio ląstelių kultūroms.

Toliau nagrinėjant šį CBG veikimo pobūdį, aptarti kiti receptoriai (CB receptoriai, TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalai, 5-HT1A receptoriai), kurie, remiantis farmakodinaminiais tyrimais yra veikiami CBG. Yra žinoma, kad CB1 ir CB2 receptorių aktyvavimas slopina storosios žarnos vėžio ląstelių augimą. CBG veikia kaip silpnas dalinis CB1 ir CB2 receptorių agonistas. Be to, CBG mažina endokanabinoidų skaidymą, kas buvo pastebėta Caco-2 ląstelėse ir todėl netiesiogiai, per padidėjusį ekstraląstelinį endokanabinoidų lygį aktyvuoja CB receptorius. Nustatyta, kad CBG poveikis ląstelių gyvybingumui nepakito dėl selektyvaus CB1 receptoriaus antagonisto AM251 įtakos ir vėliau padidėjo veikiant CB2 receptoriaus antagonistui AM630. Šie rezultatai paneigia galimybę, kad CBG tiesiogiai ir netiesiogiai veikia per CB receptorių aktyvavimą, kaip tik tikėtina, kad esantis endogeninis CB2 tonas trukdo CBG signalų perdavimui, įtakojančiam ląstelių gyvybingumo mažėjimą. Tokie pat rezultatai pastebėti peritoniniuose makrofagose, kur CBG slopinantis poveikis LPS sukeltai nitrito gamybai buvo vėliau padidintas SR144528, kitu CB2 receptoriaus antagonistu.

Pastebėta, kad CBG veikia kaip santykinai stiprus ir labai efektyvus TRPA1 agonistas ir silpnas TRPV1 ir TRPV2 kanalų agonistas. Tačiau nepanašu, kad CBG veiktų aktyvuojant TRPA1, TRPV1 ir/ar TRPV2 kanalus, nes rutenis raudonasis, neselektyvus TRP kanalų antagonistas, koncentracijomis, kurios buvo keletą kartų didesnės nei IC50, prie kurių blokuojami TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalai,  nepakeitė CBG poveikio ląstelių gyvybingumui. Taip pat tai nepanašu, kad CBG poveikis pasireiškia dėl 5-HT1A blokavimo, receptoriaus, susijusio su vėžio vystymusi, nes CBG poveikis nebuvo atkartotas gerai žinomu selektyviu 5-HT1A antagonistu.

Apoptozė ir nekrozė- tai du pagrindiniai procesai, lemiantys ląstelės mirtį. Mokslininkai jau yra nustatę, kad endogeniniai ir iš augalų išgauti kanabinoidai gali sukelti vėžinių ląstelių apoptozę. Tačiau apie CBG informacijos nėra. Naudojant eosino-hematoksicilino dažymo metodą, mokslininkai parodė, kad CBG slopinantis poveikis ląstelių augimui greičiau buvo dėl apoptozės sukėlimo, o ne nekrozės. Pro-apotozinis CBG veikimas buvo patvirtintas pastebėjus padidėjusį 3/7 kaspazės aktyvumą (dvi cisteino proteazės, konkrečiai įtrauktos į apoptozę), DNA skilimą į fragmentus ir CHOP (apoptozę aktyvuojantis baltymas) mRNA raiškos padidėjimą. CBG poveikis CHOP mRNA raiškai buvo anuliuotas Caco-2 ląstelėse, kur TRPM8 RNA yra užblokuota /nutildyta, kas sako apie CBG apoptozinį veikimą per šį kanalą.

ROS yra labai reaktyvios molekulės, paprastai liekančios po normalaus deguonies metabolizmo, kas pirmiausia gaminama mitochondrijose. Taip pat, bazinis ROS lygis, manoma, yra fiziologinis ląstelių proliferacijos ir diferenciacijos reguliatorius, esant balansui su biocheminiais antioksidantais,o didelis ROS kiekis sukelia su mitochondrijomis susijusius procesus, lemiančius apoptozę. Ryšys tarp ROS ir vėžio taip pat nustatytas pastebėjus, kad dauguma chemoprevenciškai veikiančių medžiagų gali būti selektyviai toksiškos vėžio ląstelėms, nes jos padidina oksidacinį stresą ir ROS gamybą, kas atitinkamai nulemia vėžio ląstelių apoptozę. Šioje studijoje mokslininkai parodė, kad CBG koncentracija, gebančia iššaukti apoptozę (žr. aukščiau), selektyviai padidino ROS CRC ląstelėse, o ne sveikose storojo žarnyno ląstelėse, kas leidžia manyti, kad padidinta ROS gamyba gali būti susijusi su CBG sukeliama apoptoze. Kadangi TRPM8 buvo aptikti ant ER (endoplazminio tinklo) ertmės ir ER stresas sukelia ROS ir apoptozę sukeliančio baltymo CHOP gamybą, kurią padidina CBG (pagal gautus rezultatus), keliama hipotezė, kad ER gali būti vienas iš ROS šaltinių.

Pasitvirtinus CBG poveikiui CRC ląstelėse, buvo įvertintas antivėžinis veikimas ir ikiklinikiniame in vivo storosios žarnos vėžio vystymosi modelyje. Pastebėta, kad kasdieninė 3 ir 10 mg/kg injekcija pelėms sumažino įvestų CRC ląstelių ksenograftų augimą. Nors ksenograftų modeliai jau seniai naudojami naujų vaistų bandymuose, tačiau ksenograftų tumorai nesivysto in situ, todėl juose trūksta ląstelių sąveikos su svetimkūnio aplinka. Todėl CBG antivėžinis veikimas buvo išbandytas AOM (azoksimetano) storosios žarnos vėžio vystymosi modelyje, kuriame vėžys vystose žarnos audinyje. Anksčiau, eksperimentiniame storosios žarnos vėžio modelyje mokslininkai pastebėjo, kad farmakologinis endokanabinoidų lygio padidinimas sumažino ikivėžinius pakitimus ir kad kitas kanabinoidas, CBD, pasireiškia chemoprevenciniu poveikiu. Nustatyta, kad skiriama CBG 5 mg/kg dozė visiškai panaikino ACF formavimąsi, neturėjo poveikio polipų formavimuisi ir per pusę sumažino tumorų, sukeltų AOM pelėse. Tokiomis pačiomis dozėmis CBD žymiai sumažino ikivėžinius pakitimus, polipus ir tumorus, o poveikis nepriklausė nuo naudojamų dozių. Neseniai pastebėta, kad 5 mg/kg CBG dozė sumažino kolitą eksperimentiniame pelių modelyje, kas yra svarbu, turint omenyje gerai žinomą žarnyno uždegimo ir storosios žarnos vėžio sąsają.

Išvados

Pagal gautus tyrimų rezultatus, daroma išvada, kad nepsichotropinis Cannabis ingredientas CBG slopina CRC ląstelių vystymąsi, didžiausia dalimi per pro-apoptozinį mechanizmą ir stabdo storosios žarnos vėžio formavimąsi ir augimą in vivo. Slopinantis CBG poveikis tumoro ląstelių augimui siejamas su padidinta ROS gamyba ir yra atkartotas kitu TRPM8 antagonistu, kas leidžia spėti, kad šis receptorius yra, bent jau dalinai susijęs su jo veikimu. Turint omenyje iš kanapės išgautų kanabinoidų saugumą, mokslininkai tikisi radę CBG, kaip daug žadančią veikliąją medžiaga prieš CRC– ir gydančią, ir prevencinę.

 

In vitro neuro-uždegiminis modelis: kanabigerolio poveikis

Jau seniai kanapė (lot. Cannabis Sativa) žinoma kaip augalas, gausus biologiškai aktyvių medžiagų, turinčių teigiamą poveikį sveikatai. Iki šiol iš jos izoliuota apie 120 kanabinoidų, įskaitant Δ9- tetrahidrokanabinolį (Δ9-THC), kanabidiolį (CBD) ir kanabigerolį (CBG). Be THC psichotropinio poveikio, kanabinoidai pasižymi antioksidacinėmis, priešuždegiminėmis savybėmis, kurios lemia neuroprotekcinį veikimą. Iš kanabinoidų, vienas iš geriausiai ištirtų yra CBD ir jo apsaugančios savybės daugeliu sveikatos aspektų, įskaitant neurodegeneracines ligas, yra gerai žinomos. Deja, žinios apie CBG- kitą fitokanabinoidą, taip pat neturintį psichotropinio poveikio, yra ribotos, nors keletas studijų skelbia daug žadančius CBG tyrimų rezultatus, galinčius pasitarnauti žmonių sveikatai.

Šio tyrimo tikslas- pagilinti žinias apie CBG, analizuojant teigiamą jo poveikį in vitro neurouždegimo modelyje.

CBG priešuždegiminės ir antioksidacinės savybės

Oksidacinis stresas ir uždegimas vaidina pagrindinį vaidmenį neurodegeneracinių ligų vystymuisi, įskaitant Alzhaimer‘io, Parkinson‘o ligą ir išsėtinę sklerozę. Kadangi vaistų, gydančių šias ligas nėra, šis tyrimas nukreiptas į naujų veikliųjų medžiagų atradimą, kurios apsaugotų nervų ląsteles nuo degeneracijos ir sustabdytų arba bent jau pavėlintų ligos progresavimą. Sėkmingos strategijos sukūrimui pasitarnautų komponentai, pasižymintys priešuždegiminiu ir antioksidaciniu veikimu. Tokie komponentai gali būti kanabinoidai, išgauti iš Cannabis Sativa. Nors CBD yra jau gerai žinomas dėl savo naudingų savybių, CBG gali turėti dar ir kitokį teigiamą poveikį.

Ankstesniame tyrime mokslininkai nustatė, kad CBG sumažino oksidacinius žymenis, tokius, kaip iNOS, nitrotirozinas ir Poli (ADP-ribozė) polimerazė 1 (PARP-1) ir padidino ląstelių antioksidacinę gynybą moduliuojant SOD1. CBG antioksidacinis veikimas susijęs su CB2 receptoriais. Gydymas CBG apsaugojo IκB-α nuo fosforilinimo ir branduolio faktoriaus- κB (NF- κB) translokacijos bei  moduliavo mitogenų aktyvuojamos baltymų (MAP) kinazės veikimo kelią. Visi šie veiksmai sustabdė ląstelių mirtį.

CBG pasireiškė neuroprotekcinėmis savybėmis eksperimentiniuose Hantington‘o ligos modeliuose ir uždegiminių žarnyno ligų modelyje. Be to,  CBG derivatyvai pasireiškė neuroprotekciniu veikimu Parkinson‘o, Hantington‘o ligos ir išsėtinės sklerozės modeliuose.

Mokslininkai jau nustatė CBG antioksidacines savybes RAW 264.7 makrofaguose, paveiktuose vandenilio peroksidu. Taip pat paskelbta apie priešuždegiminį ir neuroprotekcinį CBG ir jo derivatyvų poveikį in vivo ir in vitro neurodegeneracnių ligų modeliuose.

Priešuždegiminės ir antioksidacinės CBG savybės yra ypatingai svarbios, nes ir uždegimas, ir oksidacinis stresas vaidina pagrindinį vaidmenį nerodegeneracijoje. Šie procesai tarpusavyje yra glaudžiai susiję ir įtakoja vienas kitą. Tai ypač aktualu smegenims, nes jos yra labai jautrios oksidaciniam stresui. Iš tiesų, uždegiminės ląstelės uždegimo vietoje gali gaminti reaktyviąsias formas, sukeliančias oksidacinį stresą, o reaktyviosios deguonies/azoto formos gali lemti tarpląstelinių signalų perdavimo kaskadą, kuri paskatina uždegiminių genų raišką. Imant šiuos procesus atskirai, CBG geba įveikti ir uždegimą, ir oksidacinį stresą, todėl šiuo pagrindu išvystyta strategija yra daug žadanti priemonė prieš neurodegeneracinius sutrikimus.

Uždegiminiame procese dalyvauja skirtingos ląstelių rūšys, įskaitant makrofagus. Jie palaiko homeostazę ir yra tiesiogiai susiję su neurouždegimu, tuo pačiu apytakoje esantys monocitai iš periferijos patenka į centrinę nervų sistemą, padidindami uždegiminį procesą. Todėl šios ląstelės vaidiną pagrindinį vaidmenį centrinės nervų sistemos patologijose, tokiose kaip autoimuninės ir neurodegeneracinės ligos.

Šio tyrimo tikslas- pagilinti žinias apie CBG, analizuojant teigiamą jo poveikį in vitro neurouždegimo modeliuose. Konkrečiai, buvo vertinamas CBG gebėjimas apsaugoti NSC-34 neuronus nuo toksiškumo, sukelto LPS paveiktų RAW 264.7 makrofagų, koncentruojantis į CBG priešuždegimines ir antioksidacines savybes.

Pastebėta, kad CBG padidino gyvybingų ląstelių skaičių, palyginus su kontroline grupe esant visoms testuotoms koncentracijoms. Didžiausias gyvybingų ląstelių skaičius pastebėtas esant 7,5 μM CBG dozei ir ši dozė buvo naudojama tolesniems vertinimams.

Inkubacija LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpėje lėmė 50 proc. NSC-34 motorinių neuronų ląstelių gyvybingumo sumažėjimą. CBG sumažino neuronų ląstelių žūtį. Šie rezultatai sutampa su kitų tyrimų duomenimis, kur CBG derivatyvai sugebėjo sumažinti M-213 neuronų ląstelių, paveiktų LPS stimuliuotomis BV2 ląstelėmis, žūtį. Be to, buvo pastebėtas CBG ir jo kvinono derivatyvų gebėjimas nuo žūties apsaugoti neurotoksiškomis medžiagomis paveiktas ląsteles- pelių hipokampo HT22 ląsteles ir Neuro-2a neuroblastoma ląsteles, paveiktas glutamatu.

LPS stimuliuotų makrofagų terpė sukelia NSC-34 motorinių neuronų apoptozę, ką rodo suskaidytos kaspazės 3 ir Bax raiška, o Bcl-2 raiška nepastebėta. Išankstinis CBG skyrimas sumažino aktyvios kaspazės 3 baltymo lygį, o Bax raiška nepastebėta, priešingai, Bcl-2 lygis padidėjo. Panašūs rezultatai gauti su RAW 264.7, paveikus H2O2, kur CBG sumažino apoptozę.

Kaip jau anksčiau minėta, motorinių neuronų NSC- 34 paveikimas LPS stimuliuotais makrofagais, padidina uždegiminių citokinų raišką. Išankstinis CBG skyrimas nuslopino uždegimą, sumažinant uždegiminių citokinų IL- 1β, TNF-α, IFN-γ raišką. CBG gebėjimas nuslopinti citokinų išskyrimą paminėtas ir kituose modeliuose. Iš tiesų, eksperimentiniame uždegiminių žarnyno ligų modelyje CBG sumažino IL- 1β, IFN-γ lygius uždegiminiame žarnyne. O Hantington‘o ligos modelyje, CBG sugebėjo sumažinti TNF-α ir interleukino 6 (IL-6) raišką. Be to, CBG derivatyvai parodė priešuždegiminį poveikį: CBG kvinono derivatyvai sumažino TNF-α ir IL- 1β išskyrimą LPS paveiktų VB2 ląstelių terpėje bei TNF-α ir IFN-γ nugaros smegenyse graužikų eksperimentiniame autoimuninio encefalomielito (EAE) modelyje. Abu, ir CBG, ir jo kvinono derivatyvas nusopino IL- 1β, TNF-α ir IL-6 LPS paveiktose mikroglijose. Šio tyrimo eksperimentinėmis sąlygomis pastebėta, kad  NSC-34 motorinius neuronus paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 terpe, padidėja PPARγ raiška, o išankstinis CBG skyrimas sumažina jų lygį. PPARγ yra ypatingai svarbūs reguliuojant proliferaciją, metabolizmą, diferenciaciją ir uždegiminį atsaką nervų sistemoje. PPARγ agonistai lemia priešuždegiminį ir antioksidacinį atsaką. PPARγ padidėja, paveikus LPS in vivo. Yra žinoma, kad kai kurie kanabinoidai gali aktyvuoti PPARγ, kas lemia, bent jau dalinai priešskausminį, neuroprotekcinį ir priešuždegiminį veikimą. CBG derivatyvai pasireiškia neuroprotekciniu, priešuždegiminiu, išgyvenamumą didinančiu poveikiu, bent jau iš dalies dėl PPARγ aktyvavimo.

NSC-34 ląsteles paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 terpe, padidėjo oksidacinis stresas, kaip rodo nitrotirozino lygis, kuris žinomas, kaip neurodegeneracinių ligų biologinis žymuo. Taip pat pastebėtas padidėjęs iNOS lygis NSC-34 ląstelėse, paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. NOS fermentai dalyvauja azoto oksido (NO) sintezėje konvertuojant amino rūgštį L-argininą į L-citruliną. NO gali reaguoti su superoksido anionu ir sudaryti peroksinitritą, potencialų oksidatorių. Yra žinoma, kad iNOS raiška gali būti sukeliama LPS ir citokinų, kaip ir šiame tyrime. Išankstinis CBG skyrimas sumažino ir nitrotirozino, ir iNOS raišką NSC-34 ląstelėse, paveiktose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. CBG gebėjimas sumažinti pro-oksidacinius žymenis buvo parodytas in vitro H2O2 stimuliuotuose makrofaguose. Taip pat Hantington‘o ligos ir eksperimentiniame uždegiminių žarnyno ligų in vivo modelyje CBG sumažino iNOS raišką. CBG derivatyvai in vivo ir in vitro mažina iNOS. Mokslininkai pastebėjo padidintą SOD1 lygį NSC-34 motoriniuose neuronuose, paveiktuose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. SOD1 apsaugo ląsteles nuo žalingų superoksido anijonų kiekio, konvertuojant 2 superoksido anijonus į deguonį ir H2O2. Išankstinis CBG skyrimas sumažino SOD1 lygį.

Nustatyta, kad NSC-34 motoriniuose neuronuose, paveiktuose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe, yra sumažėjęs transkripcijos faktorių Nrf-2 lygis. Nrf-2 atsakingas už ląstelės antioksidacinę gynybos sistemą ir yra reguliatorius raiškos genų, susijusių su apsaugojimu nuo oksidacinio streso ir uždegimo, tam kad palaikyti mitochondrijų funkciją, ląstelės redox (oksidacjos-redukcjos reakcijos) ir baltymų homeostazę. Iš tiesų, Nrf-2 įtakoja genus, kurie koduoja baltymus, atsakingus už detoksikaciją, antioksidacinį ir priešuždegiminį veikimą. Įdomu tai, kad išankstinis CBG skyrimas atstatė branduolio baltymo Nrf-2 raišką sumažinant oksidacinį stresą. Antioksidacinis CBG poveikis yra ypatingai svarbus, turint omenyje, kad smegenys yra labai jautrios ląstelės redox būklės pokyčiui, o redox homeostazės smegenyse palaikymas yra pagrindinis veiksnys, norint apsaugoti nuo oksidacinio streso sukelto ląstelių pažeidimo. Nrf-2 turi priešuždegiminį poveikį, patvirtinant, kad uždegiminių citokinų, tokių kaip TNF-α , IL- 1β, IL-6, interleukino-8 transkripcijos slopinimo mechanizmas mikroglijose, makrofaguose, monocituose ir astrocituose yra susijęs su Nrf-2 aktyvacija. Įdomu tai, kad šiame in vitro neurouždegimo modelyje kartu su padidėjusiu Nrf-2 lygiu, pastebėtas sumažėjęs uždegiminių citokinų lygis.

Šio tyrimo rezultatai atitinka ankstesnių tyrimų duomenis, kuriuose matomas teigiamas priešuždegiminis CBG ir jo derivatyvų veikimas. Pelių kolito, sukelto dinitrobenzeno sulfoninės rūgšties (DNBS) suleidus į žarnas, modelyje, CBG sumažino žarnų svorio/ilgio santykį, mieloperoksidazės aktyvumą ir pasireiškė priešuždegiminiu poveikiu. Be to, CBG sumažino NO gamybą ir iNOS baltymo raišką makrofaguose. CBG parodė neuroprotekcinį poveikį Hantington‘o ligos modelyje, pagerindamas motorikos trūkumą, sumažindamas mikrogliozę ir uždegiminius žymenis. CBG derivatyvas, CBG kvinonas VCE-003 parodė neuroproteksinį veikimą išsėtinės sklerozės modelyje. VCE-003 sumažino ligos simptomus, nuslopino mikroglijų reaktyvumą ir moduliavo genų, susijusių su ligos patologija, raišką. Kitas CBG derivatyvas VCE-003.2, veikiant priešuždegimiškai, apsaugojo nuo neuronų degeneracijos eksperimentiniame Parkinson‘o ligos modelyje.

Išvados

Gauti rezultatai rodo, kad CBG turi apsauginį poveikį in vitro neurouždegimo modelyje. CBG sumažino NSC-34 neuronų ląstelių, paveiktų LPS stimuliuotų makrofagų terpe, žūtį, nuslopinant uždegimą ir oksidacinį stresą. CBG ypatingai gerai atstatė antioksidacinę gynybą, padidinant Nrf-2, sumažino oksidacinį stresą ir uždegiminius žymenis. Šių rezultatų pagrindu, remiantis neuroprotekcinėmis savybėmis, mokslininkai skatina CBG naudoti nuo neurodegeneracijos ir toms patologijoms, kur neurouždegimas ir oksidacinis stresas vaidina svarbiausią vaidmenį.