פעולות פרמקולוגיות ושימוש טיפולי פוטנציאלי בקנבינואידים בניוון שרירים
הקהילה המדעית משתמשת במונח מערכת אנדוקנבינואידים (ECS) בכדי להתייחס לקבוצה גדולה של מולקולות אשר בגופנו שולטות בייצורן ותפקודן של שני המתווכים העיקריים של השומנים הקנבינואידים, כלומר אנאנדמיד (AEA) ו- 2-ארכידוניוילגליצרול (2-AG ). לאחר גילוים, מספר מרשים של מחקרים הראו כי גם AEA וגם 2-AG ממלאים תפקיד מפתח בשפע גדול של פונקציות באורגניזמים חיים. כתוצאה מכך, פגיעה תפקודית או הפרעה בוויסות הפעילות של AEA ו- 2-AG מובילה למגוון הפרעות המשפיעות על מערכת העצבים כמו גם על איברים ורקמות היקפיים. מסיבה זו, קנבינואידים ו / או תרופות סינתטיות קנבינואידים מהווים כיום תחום חשוב של מחקר לשימוש פוטנציאלי טיפולי שלהם לטיפול במחלות אנושיות רבות שיש בהן מרכיב גנטי או לא. למרות עדויות אלה, תפקידה של המערכת האנדוקנבינואידית ומכאן שינויים פוטנציאליים בפעילותה בניוון שרירים תורשתי נותר בלתי ידוע במידה רבה. רק לאחרונה זוהה תפקידם של קולטני CB1 אנדוקנבינואידים במחלת ניוון השרירים של דושן (DMD). בפרק זה אני מסכם את התכונות הכימיות והתפקיד הפונקציונלי של האנדוקנבינואידים כמו גם קנבינואידים שמקורם בצמחים במהלך היווצרות ותיקון שרירי השלד בתנאים פיזיולוגיים כמו גם DMD.
מבוא
1.1 תיאור המערכת האנדוקנבינואידית (ECS)
המונח מערכת אנדוקנבינואידים (ECS) נטבע במקור בשנות התשעים לאחר גילוי קולטני המוח, בתגובה ל- ∆9-tetrahydrocannabinol-THC (החומר הפסיכו-אקטיבי העיקרי של קנביס סאטיבה) ומעמד הליגנדים האנדוגניים שלהם שזוהו מיד לאחר מכן [1] . מאז תגליות אלה, מספר המולקולות הקשורות באופן פונקציונלי לפעילות המערכת האנדוקנבינואידית גדל באופן אקספוננציאלי.
כיום, ה- ECS נחשב לרשת מורכבת מאוד של מולקולות איתות מחוברות, ורכיבי המפתח של מערכת זו כוללים (א) שני האגוניסטים האנדוגניים החזקים ביותר של קולטני קנבינואידים, אנאנדמיד (AEA) ו -2-ארכידונויל-גליצרול (2- AG), הנקראים גם אנדוקנבינואידים; (ב) מולקולות הקשורות לאנדוקנבינואידים כולל N-oleoylethanolamine (OEA) ו- N-palmitoylethanolamide (PEA); (ג) האנזימים המווסתים את הביוסינתזה האנדוקנבינואידית (NAPE-PLD, ABDH4, GDE1, PTPN22 ל- AEA ו- DAGLα ו- DAGLβ ל- 2-AG) והשפלה (FAAH ל- AEA ו- MAGL, ABDH6, ABDH12 ו- FAAH ל- 2-AG ); (ד) שני האנדוקנבינואידים המגיבים לקולטנים המצמידים חלבון G המכונים קולטן קנבינואידים מסוג 1 (CB1) וסוג 2 (CB2); ו- (ה) הקטיון המחלחל לפוטנציאל הקולטני חולף מסוג ונילואידי מסוג 1 (TRPV1) [2, 3, 4]. לאחרונה, גם ל- AEA ו- 2-AG יש זיקה לקולטנים שאינם קנבינואידים כולל GABA-A, PPARγ, אדנוזין A3 ו- GPR55 [5]. בתרחיש מורכב זה, הוצעו לחלוק גם אנלוגים אחרים של AEA ו- 2-AG אנדוגניים, כולל N-acyl-ethanolamines (NAE), monoacylglycerols, N-acyl amino acid ו- N-acyl-dopamines / taurines / serotonins, במידה מסוימת, מסלולים אנבוליים או קטבוליים, או שניהם, עם אנדוקנבינואידים (איור 1) [6].
איור 1.
סינתזה, הפעלה ומנגנון פעולה של שני האנדוקנבינואידים אנאנדמיד ו- 2-AG. חיצים שחורים עבים מצביעים על התגובות הביוכימיות שמתחילות מממברנות המבשר מובילות לסינתזה של שני האנדוקנבינואידים אנאנדמיד ו- 2AG. ABDH4, α β-hydrolase 4; ABDH6, α β-hydrolase 6; ABDH12, α β-hydrolase 12; CB1 ו- CB2, קולטן קנבינואידים מסוג 1 ו -2; COX2, cyclooxygenase 2; DAG, diacylglycerol; EMT, טרנספורטר ממברנה אנדוקנבינואיד; FAAH, חומצת שומן אמיד הידרולז; GDE1, glycerophosphodiester phosphodiesterase 1; MAGL, ליפאז מונואצילגליצרול; NAPE-PLD, N-acyl-phosphatidylethanolamine סלקטיבי phosphodiesterase; NATs, N-acyltransferases; PA, חומצה פוספטידית; PLCbeta, פוספוליפאז Cbeta; PLD, פוספוליפאז D; 15-LOX, 15-lipoxygenase; PTPN22, חלבון טירוזין פוספטאז, שאינו קולטן סוג 22; PGF2α, פרוסטגלנדין F2alpha; 15 HAEA, 15 (S) -HETE אתנולמיד; PGE2, פרוסטגלנדין E2; TRPV1, פוטנציאל קולטן חולף, קולטן תת-סוג 1 ונילואי (נתון זה הועתק ישירות מ- Arturo, Iannotti Fabio ו- Fabiana, Piscitelli (נובמבר 2018) Endocannabinoidome
כפי שצוין לעיל, מערכת האנדוקנבינואידים (ECS) מעורבת באופן קריטי בוויסות מגוון תהליכים מטבוליים וקוגניטיביים. מערכת אנדוקנבינואידית / CB1R פעילה יתר על המידה קשורה להתפתחות השמנת יתר, עמידות לאינסולין ודיסליפידמיה [7, 8, 9, 10] וכן במהלך התקדמותן של הפרעות נוירולוגיות כמו מחלת אלצהיימר, טרשת נפוצה, טרשת לרוחב האמיוטרופית, מחלת פרקינסון, וכוריאה של הנטינגטון [4, 11]. עם זאת, התפקיד הפוטנציאלי של ה- ECS בהפרעות בשרירי השלד נותר בלתי ידוע במידה רבה.
2. מה ידוע על תפקידן של מערכות אנדוקנבינואידים בשרירי השלד
2.1 תפקידה של מערכת האנדוקנבינואידים על מטבוליזם הגלוקוז ורגישות לאינסולין בשרירי השלד
הראיות הראשונות שהוכיחו כי קולטני CB1 באים לידי ביטוי באופן פונקציונלי ברקמות שריר השלד, יצאו בשנת 2005, כאשר ליו ועמיתיו דיווחו על ההשפעות של SR141716 (הידוע בכינויו rimonabant), אחד האנטגוניסטים / אגוניסטים ההפוכים הסלקטיביים ביותר של CB1 [12], על הוצאת אנרגיה וספיגת גלוקוז בשריר סוליאוס מבודד של עכברים Lep (ob) / Lep (ob). בפרט, החוקרים מצאו כי 5 ימים לאחר הטיפול היומי, SR141716 הביא לירידה משמעותית בצריכת המזון היומית ובמשקל הגוף. בעוד שאחרי 7 ימים, ל- SR141716 היו גם השפעות חיוביות על צריכת החמצן הבסיסית ועל צריכת הגלוקוז [13].
כמה שנים לאחר מכן, Cavuoto ועמיתיו בשני מחקרים מקבילים הראו תחילה שלא רק CB1 אלא גם CB2, TRPV1 ו- FAAH באים לידי ביטוי בשריר השלד האנושי והמכרסם. ואז, בצינוריות ראשוניות אנושיות מבודדות מתורמים רזים והשמנת יתר, הם מצאו כי החשיפה ל- AEA או ל- AM251 (אנטגוניסט CB1 סלקטיבי אחר המשמש במידה רבה), בנפרד או בשילוב למשך 24 שעות, גורמת לשינויים משמעותיים ברמות התמליל של גנים מרכזיים המסדירים את מטבוליזם כגון AMPK) חלבון קינאז (AMPK) אלפא 1 (אלפא 1) ואלפא 2 (אלפא 2), פיראזט דהידרוגנאז קינאז 4 (PDK4), ופרוקסיזום מפזר המופעל על ידי קולטן-גמא קואקטיביב -1 אלפא (PGC-1 אלפא) [14, 15].
לפיכך, מחקרים חלוציים אלה סללו את הדרך למחקרים אחרים שבאמצעותם התחזק עוד יותר תפקידו של ה- ECS בוויסות מאזן האנרגיה ברמת שריר השלד. בהקשר זה, Esposito ועמיתיו הראו כי בצינורות L6 מובחנות, המצור הפרמקולוגי על ידי SR141716 או השתקה גנטית של רצפי RNA קטנים המפריעים ל- CB1 הגדילו את ספיגת ה- 2-deoxyglucose (2-DG) באופן תלוי זמן ומינון. החוקרים הוכיחו גם כי פעילותו של פוספטידילינוזיטול-3-קינאז (PI3K) אשר בתורו משפיעה על גירוי קינאז -1- תלוי פוספינוזיטיד, קינאז B / חלבון וחלבון קינאז Cζ, הביא לעלייה ב- SR141716 [16]. בהתאם לכך, אקארדט ואח '. נמצא כי בתאי שריר השלד האנושיים 24 שעות של דגירה עם מדיום המותנה באדיפוציטים (CM) או אנאנדמיד (AEA) פגמו זרחון של גירוי האינסולין (Ser473). לעומת זאת, טיפול מקדים עם rimonabant או AM251 הפחית את ההשפעה של CM בכמחצית, בעוד שההשפעה של AEA נמנעה לחלוטין. הפחתת צריכת הגלוקוז בגירוי האינסולין על ידי CM נמנעה לחלוטין על ידי rimonabant. בנוסף, נמצא כי AEA מפעילה זמנית את ERK1 / ERK2 ו- p38 קינאז חלבון המופעל במיטוגן וגורמת לזרחת Akt (Ser473) המופעלת על ידי אינסולין, אך לא השפיעה על Akt (Thr308) ועל זרחון קינאז 3 אלפא / בטא של גליקוגן סינתזה. באופן מפתיע, לאחר 24 שעות של טיפול נצפתה זרחון משופר של IRS-1 (Ser307) הנגרם על ידי AEA בתאי שריר השלד האנושיים [17]. יתר על כן, הפעלה או עיכוב של פעילות קולטן CB1 מפעילה השפעה דיפרנציאלית ביחס לאיתות מכוון MAP קינאז ו- PKB [18]. לסיכום, כל המחקרים הללו מספקים ראיות חזקות לכך שה"טון "האנדוקנבינואידי (ומכאן איתות CB1) אינו מווסת במהלך ההשמנה, כאשר פעילות יתר שלו מייצרת השלכות מזיקות על הרגישות לאינסולין וכתוצאה מכך קטבוליזם של גלוקוז בתאי שריר השלד.
ראוי לשים לב, עם זאת, ישנם כמה פערים בספרות המדעית האם לגירוי או עיכוב של קולטני CB1 יש השפעות חיוביות או שליליות על חילוף החומרים של הגלוקוז בשרירי השלד. הבדלים אלה הם ככל הנראה בשל המינון / ריכוז וזמן הדגירה של אגוניסטים ואנטגוניסטים של CB1 או יותר במודל הניסוי בו נעשה שימוש. לקבלת סקירה נרחבת יותר על התוצאות הנ"ל, היימן ואח '. פרסמו לאחרונה סקירת ספרות מקיפה [19].
2.2 שינויים בפעילות ה- ECS בתגובה לפעילות גופנית
בנוסף לתזונה, התרגיל הגופני תורם גם לגרום לשינויים בפעילות ה- ECS. בהקשר זה, Sparling et al. היו הראשונים בשנת 2003 שמצאו עלייה חזקה ב- AEA בפלזמה בקרב גברים מתנדבים צעירים שעברו פעילות גופנית בעצימות בינונית. מגמה זו של עלייה, אך בולטת הרבה פחות, נצפתה גם עבור 2-AG [20]. מחקרים אחרים הוכיחו עוד יותר את הקשר ההדוק בין עוצמת הפעילות הגופנית לסוג הפעילות לבין פעילות ECS. בפרט, בעוד שאושרו אימונים בעצימות בינונית שהעלו את רמות הפלזמה של AEA אצל מתנדבים אנושיים, באופן מפתיע לא נצפו שינויים ב- ECs פלזמה בעקבות תרגיל בעצימות גבוהה מאוד ונמוכה מאוד [21, 22, 23] . יש לציין כי פעילות ה- ECS המוגברת הנגרמת על ידי פעילות גופנית הייתה בקורלציה חיובית עם ההשפעות האנטי-דיכאוניות המועילות של פעילות גופנית ברמות מרכזיות כמו גם בפריפריה, כולל תחושת רווחה, הפחתת חרדה, רוגע לאחר פעילות גופנית ותחושת כאב מופחתת [20, 23, 24 , 25, 26]. מעניין שהיל ואח '. מצא כי הגדלת העלייה הנגרמת על ידי פעילות גופנית של הטון האנדוקנבינואיד מדכאת התנהגויות הקשורות למתח ומקדמת התפשטות תאים בהיפוקמפוס, באופן התלוי בגירוי של גירוי CB1 [27, 28]. בנוסף, היימן ואח '. סיפקו ראיות בבני אדם כי בעקבות פעילות גופנית חריפה AEA ו- BDNF, גורם נוירוטרופי מרכזי המסדיר את התפתחות המוח ואת התפקודים הקוגניטיביים [19], היו בקורלציה חיובית בסוף התרגיל ולאחר ההחלמה של 15 דקות.
עד כה, המחיקה הגנטית של קולטני CB מהמוח על נוירונים VTA GABAergic הפחיתה את ביצועי גלגל הגלגלים בעכברים [29]. עם זאת, באופן מפתיע למדי, כאשר Gamelin et al. העריכו שינויים ברמות ה- AEA ו- 2-AG וכן במולקולות המולדות בתזונה עתירת שומן (HFD) שהועברו לאימון כושר של 12 שבועות, הם מצאו כי לדיאטה עתירת השומן יחד עם אימון גופני לא הייתה השפעה על AEA. , 2-AG ו- AEA רמות קוגניר וגם לא בהיפותלמוס או בהיפוקמפוס. עם זאת, רמות הביטוי CB1 הועלו משמעותית בהיפוקמפוס בתגובה ל- HFD, פעילות גופנית ושילוב של שניהם, וחיזקו את הראיות למעורבות איתות EC בפלסטיות עצבית בעקבות דיאטה ו / או פעילות גופנית [30]. מחקר עדכני יותר מראה הבדלים ברמות המחזור של 2-AG ו- AEA בין עכברים זכר ונקבה או בין קווים של עכברים שגדלו לרמות גבוהות של פעילות גופנית מרצון, בהשוואה לקווי הבקרה שלהם שלא נבחרו [31]. פעילות ECS מוגברת נמצאה לאחרונה גם בשרירי השלד של עכברים הנתונים לניוון שרירים הנגרם על ידי פריקה מכנית, ככל הנראה בגלל דלקת השרירים המופעלת בשימוש חסר שימוש או שטף הגליקוליטי השתנה [32].
2.3 שינויים ב- ECS במהלך היווצרות שריר השלד
למרות התפקיד החשוב שמילא ה- ECS בוויסות דרכי הרגישות לאינסולין ותאי החמצון בתאי שריר השלד, המעורבות הפוטנציאלית שלו במהלך היווצרות והתחדשות שרירי השלד אינה ידועה. בשנת 2014 קבוצת המחקר שלנו הוכיחה לראשונה כי רמות ה- 2-AG ירדו באופן משמעותי לאחר חשיפה של מיובלאסט C2C12 עכברי למדיות בידול ונשארה מופחתת עד לפחות יום 7 בתהליך ההתמיינות. לעומת זאת, AEA לא השתנה באופן משמעותי במהלך היווצרות myotube. על פי תוצאות אלה, הראינו גם כי במהלך היווצרות צינור המיני, פרופיל הביטוי של כל סוג הגנים המעורבים בסינתזה והשפלה של AEA לא השתנה באופן משמעותי, ואילו הביטוי של גנים מרכזיים המסדירים את חילוף החומרים של 2-AG כולל Daglα ו- Magl היה ירד וגדל באופן משמעותי, בהתאמה. יש לציין כי שינויים פוטנציאליים ברמות האנדוגניות של AEA ו- 2-AG נחקרו גם במהלך היווצרות שרירי השלד in vivo. במקרה זה, מצאנו שרמות ה- AEA הופחתו בשריר הארבע ראשי של העכבר בין התנאים העובריים (E18) לתנאים המוקדמים לאחר הלידה (P4), ואז לריבאונד ביום 14 לאחר הלידה (P14). מצד שני, רמות ה- 2-AG נותרו קבועות בין השלבים העובריים והשלבים המוקדמים לאחר הלידה, אך אז ירדו בכ- 50% ב- P14. לסיכום, ישנן עדויות שבמהלך מיוגנזה, המתרחשת הן במבחנה והן in vivo, הרמות האנדוגניות של 2-AG יורדות עם היווצרות צינוריות וצמיחת שרירים, בהתאמה. לעומת זאת, רמות ה- AEA לא התרחשו במהלך היווצרות myotube במבחנה אלא עברו שינויים בתנודה במהלך היווצרות השרירים in vivo [33].
יתר על כן, על ידי שימוש בכלים פרמקולוגיים ובטכניקות של השתקת גנים, הראינו כי במיובלסטים של עכברים ואנושיים, כמו גם של תאי לוויין ראשוניים אנושיים, גירוי קולטני CB1 עם קנבינואידים אקסוגניים או אנדוגניים מקדם התפשטות מיובלסטים ומעכב באופן הפוך את התמיינותם. בצינוריות בגרות בוגרות [33]. עד כה, גירוי ה- CB1 מעכב את פעילותם של ערוצי Kv7 (או KCNQ), תת-מחלקה של ערוצי K + עם מתח מתח המורכב מחמישה חברים (Kv7.1 – Kv7.5) שהופעלו פעם מקדמים מיוגנזה [33, 34, 35 ].
ראוי לציין כי התפשטות והתמיינות של תאי קודמי שריר הם שני תהליכים שנמצאו משתנים במחלת ניוון השרירים של דושן, ובכך מייצגים את אחד הגורמים הקשים ביותר העומדים בבסיס התחדשות רקמת שריר לא יעילה, ובכך תורם לאטיולוגיה של המחלה ולהתקדמותה [36, 37, 38].
2.4 תפקידה של המערכת האנדוקנבינואידית במחלת ניוון השרירים של דושן
בין המיאופתיות התורשתיות, ניוון השרירים של דושן (DMD) מייצג את השכיח ביותר, ומשפיע בעיקר על נערים צעירים בתדירות של בערך 1: 3500. מוטציות בגן המקושר ל- X המקודד לדיסטרופין החלבוני המבני, הממלא תפקיד מבני מרכזי על ידי קישור פיזי של השלד למטריצה החוץ תאית שמסביב דרך קרום התא, הם הגורם למחלה. המוטציה השכיחה ביותר היא מחיקות אינטראגניות גדולות (65% מהמקרים), כפילויות אינטראגניות (6-10% מהמקרים) או מוטציות נקודתיות הקשורות לריאציות רצף אחרות (30-35% מהמקרים). דיסטרופין לא מתפקד מוביל לאובדן פרוגרסיבי ובלתי הפיך של תפקוד השרירים [39, 40, 41, 42].
כפי שצוין בקצרה קודם לכן, לאחרונה הוכח כי היעדר דיסטרופין פונקציונלי הוא גם הגורם העיקרי לחלוקה של תאים א-סימטריים, שינוי מורפוגנזה והתמיינות לא יעילה של תאי לוויין, תאי גזע השרירים בדרך כלל הוחזרו להתחדש בסיבי שריר פצועים [36 , 38]. באופן מפתיע, מספר תאי הלוויין נמצא גדל משמעותית הן בשרירי השלד האנושיים והן אצל עכברים המושפעים מ- DMD. לפיכך, בעוד שבשלב המוקדם של DMD, התחדשות שרירים בתיווך תאים לווינית מסוגלת להחליש ניוון; בשלבים מאוחרים יותר של התקדמות המחלה, תהליך זה אינו יעיל [37, 43].
לכן, לאור ממצאים אלו כמו גם התפקיד הבולט שמילאה ECS במהלך תאי שריר השלד והתפשטותם קודם לכן, קבוצת המחקר שלי בחנה האם הקנבינואידים עשויים לייצג גישה חלופית מבטיחה לטיפול בהפרעות בשרירי השלד כולל DMD.
לקראת מטרה זו, לאחרונה אפינו את פרופיל הביטוי של ה- ECS בשרירים שלמים ובידוד מיובלסטים של עכברים וחולים שנפגעו מ- DMD. לא נמצאו הבדלים מובהקים סטטיסטית ברמות 2-AG בין תורמים בריאים ל- DMD, בעוד שרמות גבוהות יותר של 2-AG נמצאו בשרירים של עכברי MDX בני 3 שבועות. עם זאת, רמות 2-AG בשני הארבע ראשי של עכבר ה- mdx ובגסטרוקנמיוס, ובבקרת הגסטרוקנמיוס, ירדו תחילה (מגיל 3 עד 5 שבועות) ואז עלו (מגיל 5 עד 8 שבועות). מעניין לציין שרמות ה- 2-AG בגסטרוקנמיוס היו גבוהות יותר בעכברי MDX לאחר 8 שבועות ואז 3 ו -5 שבועות.
יתר על כן, בהסכמה עם מחקרים קודמים [36, 37, 43], מצאנו כי המספר הכולל של תאי לוויין המבודדים משרירי השלד של עכברי MDX היה גבוה משמעותית מאשר אצל עכברי בקרה. באופן מסקרן, באמצעות ניתוח qPCR כמותי (qPCR) ו- RNA-Seq, הוכחנו כי היעדר דיסטרופין לווה בעלייה משמעותית ברמות התמליל של CB1, המתרחשת אך ורק בתאי לווין אך לא בתאים אחרים התושבים בשרירים, כולל פיבר אב קדמון (FAP) או תאי מקרופאג. לפיכך, סיפקנו עדויות לכך שבשרירי השלד האנושיים וגם אצל עכברים המושפעים מ- DMD מתרחשים שינויים משמעותיים ברמות ה- 2-AG. שינויים אלה קשורים לביטוי מוגבר לגן CB1 ולעלייה במקביל במספר תאי הלוויין [44].
בנוסף לממצאים אלו, הראינו כי PAX7, הגן הראשי הידוע ביותר המסדיר הפעלת תאי לוויין וחידוש עצמי [45, 46], עבר שינויים דומים מאוד ל- CB1 המראים פרופיל בצורת פעמון עם דרגת הביטוי הגבוהה ביותר. בהתחלת DMD וירידה אז לאורך זמן. באופן מסקרן, על ידי שימוש בביואינפורמטיקה וניתוחים ביוכימיים, הוכח כי PAX7 קושר ומגדיר ישירות את הגן CB1 בניוון יותר מאשר בשרירים בריאים. לסיכום, שיחת הצלבה הלא נכונה של PAX7-CB1, שגרמה לריבוי יתר של תאי לוויין ולהפחתת בידול, נחשפה כמנגנון יעד חדש לטיפול ב- DMD. אנטגוניזם של קולטני CB1 על ידי rimonabant, בניגוד להפעלתם על ידי ACEA, מפחית את התפשטות תאי הלוויין האנושיים ומשפר את היווצרות צינוריות תאי הלוויין מרקמות בריאות או מיובלסטים אנושיים מחולי DMD. יתר על כן, בעכברי MDX דיסטרופיים, הטיפול החריף (שבועיים) או הממושך (12 שבועות) עם rimonabant מנע באופן משמעותי את אובדן תיאום הכוח והכוח בהשוואה לעכברים שליטה (לא מטופלים) ניתוחים ביוכימיים והיסטולוגיים של עכברי mdx בסוף הטיפול גילו כי ההשפעה של rimonabant נקשרה למספר מוגבר של סיבים בריאים / מתחדשים ולירידה ברמות הרקמות של סמנים דלקתיים כולל קולטן אינטרלוקין -6 (IL-6R), גורם נמק בגידול. -α (TNFα), שינוי גורם הגידול β (TGF-β), וסינתז תחמוצת החנקן המושרה (iNOS) (איור 2).
איור 2.
ייצוג גרפי המציג את השפעות הקנבינואידים בעכברי MDX.
2.5 השימוש בקנבינואידים שמקורם בצמח במחלת ניוון השרירים של דושן
בנוסף לאנדוקנבינואידים, קבוצת המחקר שלנו בחנה את השימוש בקנבינואידים שמקורם בצמח (או פיטוקנבינואידים) לטיפול ב- DMD. פיטוקנבינואידים מקיפים קבוצה של תרכובות רבות הנמצאות בקנביס סאטיבה. בשל תכונותיו האופוריות, Δ9-tetrahydrocannabinol (THC) הוא המרכיב הידוע ביותר של קנביס [47]. עם זאת, פיטוקנבינואידים רבים אחרים (יותר מ 100) טוהרו ואופיינו כימית [48]. ביניהם, קנבידיול (CBD) והקנביווארין האנלוגי שלו (CBDV), בניגוד ל- ∆9-THC, אינם גורמים להשפעות אופוריות והראו את יעילותם במספר ניכר של מחקרים פרה-קליניים כמו גם קליניים [49, 50, 51, 52 ]. מלבד CBD ו- CBDV, קנביס סאטיבה עשוי להכיל גם עד 50% ∆9-tetrahydrocannabivarin (THCV), אנלוגי שרשרת הצד הפרופילית של THC ([53, 54]. THCV עובר גם הערכה קלינית לטיפול בהפרעות מטבוליות [ 55]. בהבחנה בין C2C12 מיובלסטים, מצאנו שה- CBD (1 מיקרומטר) ו- CBDV (1 ו- 3 מיקרומטר), אך לא THCV, מקדמים באופן משמעותי את היווצרות המוטיבה. באופן מעניין, השפעה אחרונה זו הייתה בולטת יותר בעקבות חריפה (5, 15 דקות ו- 3 שעות) ולא החשיפה הממושכת (72 שעות) וקשורה לגובה חולף של [Ca2 +] i באופן התלוי בהפעלת ערוץ TRPV1. לאחר מכן הוכח יעילותם של CBD ו- CBDV in vivo. בעכברי MDX של 5 שבועות, המודל החייתי הנפוץ ביותר של DMD [56, 57], מצאנו כי הפעילות התנועתית שנמדדה באמצעות שלוש בדיקות שונות (רוטרוד, משקל ועוצמת אחיזה בגפיים) חולצה לחלוטין בהשוואה למטרת בקרת רכב עכברים. יש לציין כי ההשפעה של CBD ו- CBDV ב- m עכברי dx לא נמצאו רק לאחר 7 שבועות (זמן קרוב להופעת המחלה) אלא גם לאחר 34 שבועות, כאשר הנזק לשרירים התקדם עוד יותר. מעניין שההשפעות המיטיבות של הפיטוקנבינואידים נקשרו להשפעה אנטי-דלקתית מקומית או מערכתית ושיקום של אוטופגיה, שני מאפיינים פתופיזיולוגיים של DMD (איור 2) [36, 58]. עם זאת, במחקר שפורסם לאחרונה לא ביצענו ניסויים מפורטים במהלך הזמן; לפיכך, איננו יכולים להסיק אם ההשפעות האנטי-דלקתיות של הפיטוקנבינואידים הן הגורם או התוצאה של פעולותיהם הפרו-אוטופגיות וגם לא האם בשלבים שונים של המחלה; תרכובות אלו עשויות להשפיע על בידול מיובלסט. מאידך, מציאת פעולותיהם האנטי-דלקתיות והפרו-אוטופגיות פותחת אפשרות לבדיקת CBD ו- CBDV כתרופות תוספות לסוכנים אחרים העוברים כעת ניסויים קליניים ב- DMD, כגון סוכני דילוג על אקסון [59 ]. עם זאת, ראוי להזכיר כי עכברי MDX אינם מעצבים כראוי את כל ההיבטים של מחלת ה- DMD האנושית. לכן, אף שמעבר לתחום החקירה הנוכחית, יש צורך במחקרים עתידיים במודלים מתאימים יותר, כמו מודל כלב הזהב [56, 57], על מנת להציע שימוש טיפולי ב- CBD ו- CBDV ב- DMD. בתאי לוויין ראשוניים אנושיים, CBD ו- CBDV וגם THCV היו מסוגלים לשפר את הבידול. והדבר החשוב ביותר הושג גם בהבחנה בין מיובלסטים המבודדים משבעה תורמים שונים (נעים בין שנה ל -7 שנים) שאובחנו כסובלים מ- DMD. לפיכך, תוצאות אלו פוטנציאליות הרחיבו את התועלת הטיפולית של תרכובות אלה כנגד ניוון. מעניין כי בתאי לוויין נראה כי היעד שדרכו תרכובות אלה מייצרות את השפעתם המבדילה הוא שונה מזה המתווך בין השפעה זו במיובליסטים C2C12 עכברי. למעשה, TRPA1, ולא TRPV1, ערוצים בתיווך גובה של [Ca2 +] i.
3. מסקנות
ניוון שרירים תורשתי שמקורו במוטציות באחד המרכיבים היוצרים את קומפלקס הגליקופרוטאין הדיסטרופין מציג תכונות ספציפיות אך מאפיינים קליניים דומים. אם כי שנוי במחלוקת, לא נצפה שיפור קליני גלוי בחולים עם DMD בטיפולים הנוכחיים. מסיבה זו, יש צורך בזיהוי טיפולים המסוגלים להקל על התקדמות המחלה. ישנן עדויות המתגלות כי הרגולציה הפרמקולוגית של פעילות ECS כמו גם השימוש בפיטוקנבינואידים מסוימים עשויות להחליש את האובדן ההולך ובלתי הפיך של תפקוד השרירים. לסיכום, יש תקווה שהשימוש בקנבינואידים ב- DMD יכול להוות אבן יסוד לפתיחת תחומי מחקר חדשים בגילוי מנגנונים חדשים המסוגלים לשמר את פעילות רקמת השריר על ידי שמירה על שלמותה או קידום התחדשותה.