Effetto antiproliferativo di cannabinoidi in linee cellulari umane

The biological effects of cannabinoids, the main constituents of Cannabis sativa, are mediated by the activation of G protein coupled receptors, CB1 and CB2, mainly expressed in the central nervous system and in the peripheral nervous system respectively [1]. For a long time the psychoactive effects of delta-9-tetrahydorcannabinol (THC) have limited the use of Cannabis in therapy, but in recent years the therapeutic potential of cannabinoids has become increasingly evident, particularly in neurodegenerative diseases [2]. The aim of the thesis was to study the antiproliferative effect of cannabidiol (CDB) and THC on two cell lines, SH-SY5Y, a neuroblastoma cell line, and THP-1, a human monocyte cell line; these two cell lines were chosen since in literature the neuroprotective effects of cannabinoids have been correlated not only to neuronal activity, but also to effects on immune system. The two phytocannabinoids have been tested alone or in association, in the same ratio in which they are present in Cannabis FM-2, for times ranging from 24 to 72h. Furthermore, the activity of the individual phytocannabinoids was compared with that of Cannabis oil, produced in the Legislation and Pharmaceutical Technologies labs of Prof. Brusa, and an extract produced in the laboratory of Organic Chemistry of Prof. Barge. The anti-proliferative effect was assessed using the Cell-Titer Glo (Promega) assay. In addition, the ability of CBD and THC, alone or in combination, to reduce the cytotoxicity induced by 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in SH-SY5Y, Parkinson model in vitro, was evaluated [3]. The obtained results show that CBD is more cytotoxic than THC in SH-SY5Y cell line, with an evident effect after 24 hours of treatment. Both the combination and the oil have a similar effect to CBD, which however tends to increase with the prolongation of the treatment. Nonetheless in THP-1 cell line the cytotoxicity induced by CDB and THC is comparable; the CDB + THC association is able to inhibit cell proliferation at a lower concentration. A lower inhibition of proliferation is obtained using the oil. None of the tested compounds are shown to reduce 6-OHDA-induced cytotoxicity, when administered 30 minutes after 6-OHDA. In the future times of treatment will be modulated and different ratios of CBD and THC will be tested, even in an in vitro Alzheimer models. 1. Zou S, Kumar U. Cannabinoid Receptors and the Endocannabinoid System: Signaling and Function in the Central Nervous System. Int J Mol Sci. 2018;19(3):833. 2. Campos AC, Fogaça MV, Sonego AB, Guimarães FS. Cannabidiol, neuroprotection and neuropsychiatric disorders. Pharmacol Res. 2016;112:119–127. 3. Lopes FM, Schröder R, da Frota ML Jr, et al. Comparison between proliferative and neuron-like SH-SY5Y cells as an in vitro model for Parkinson disease studies. Brain Res. 2010;1337:85–94.

Gli effetti biologici dei cannabinoidi, i principali costituenti della Cannabis Sativa, sono mediati dall'attivazione di recettori accoppiati a proteine G, il CB1, espresso prevalentemente a livello del sistema nervoso centrale, e il CB2, espresso maggiormente in periferia [1]. Gli effetti psicoattivi del delta-9-tetraidrocannabinolo (THC) hanno a lungo limitato l'utilizzo della Cannabis in terapia, ma negli ultimi anni è sempre più evidente il potenziale terapeutico dei cannabinoidi, in particolare in patologie neurodegenerative [2]. Scopo della tesi è stato studiare l'effetto antiproliferativo di cannabidiolo (CBD) e THC su due linee cellulari, le SH-SY5Y, linea cellulare di neuroblastoma, e le THP-1, linea cellulare di monociti umani; sono state scelte queste due linee perchè dalla letteratura emerge che gli effetti neuroprotettivi dei cannabinoidi sembrano non solo essere correlati ad un'attività a livello neuronale, ma anche a effetti a livello del sistema immunitario. I due fitocannabinoidi sono stati testati sia da soli sia in associazione, nello stesso rapporto in cui sono presenti nella Cannabis FM-2, per tempi variabili da 24 a 72h. Inoltre l'attività dei singoli fitocannabinoidi è stata confrontata con quella dell'olio di Cannabis, prodotto nei laboratori di Legislazione e Tecnologie Farmaceutiche della Prof.ssa Brusa, e di un estratto ottenuto nel laboratorio di Chimica Organica del Prof. Barge. L'effetto antiproliferativo è stato valutato utilizzando il saggio Cell-Titer Glo (Promega). In un secondo momento inoltre è stata valutata la capacità di CBD e THC, da soli o in associazione, di ridurre la citotossicità indotta dalla 6-idrossidopamina (6-OHDA) sulle SH-SY5Y, modello di Parkinson in vitro [3]. I risultati ottenuti mostrano come nelle SH-SY5Y il CBD sia più citotossico del THC, con effetto che si manifesta già dopo 24h di trattamento. Sia l'associazione sia l'olio hanno un effetto molto simile a quello del CBD, che tende però ad aumentare con il prolungarsi del trattamento. Nelle THP-1 invece la citotossicità indotta da CDB e THC è sovrapponibile; l'associazione CDB + THC è in grado di inibire maggiormente la proliferazione cellulare. Una minore inibizione della proliferazione si ottiene invece utilizzando l'olio. Nessuno dei composti testati si è mostrato in grado di ridurre la citotossicità indotta dalla 6-OHDA se somministrati 30 minuti dopo la 6-OHDA. In futuro si proverà a modulare il tempo del trattamento e si testeranno diversi rapporti tra i due cannabinoidi, anche in modelli in vitro di Alzheimer. 1. Zou S, Kumar U. Cannabinoid Receptors and the Endocannabinoid System: Signaling and Function in the Central Nervous System. Int J Mol Sci. 2018; 19(3):833. 2. Campos AC, Fogaça MV, Sonego AB, Guimarães FS. Cannabidiol, neuroprotection and neuropsychiatric disorders. Pharmacol Res. 2016; 112:119–127. 3. Lopes FM, Schröder R, da Frota ML Jr, et al. Comparison between proliferative and neuron-like SH-SY5Y cells as an in vitro model for Parkinson disease studies. Brain Res. 2010; 1337:85–94.