THC prevents MDMA neurotoxicity in mice

The majority of MDMA (ecstasy) recreational users also consume cannabis. Despite the rewarding effects that both drugs have, they induce several opposite pharmacological responses. MDMA causes hyperthermia, oxidative stress and neuronal damage, especially at warm ambient temperature. However, THC, the main psychoactive compound of cannabis, produces hypothermic, anti-inflammatory and antioxidant effects. Therefore, THC may have a neuroprotective effect against MDMA-induced neurotoxicity. Mice receiving a neurotoxic regimen of MDMA (20 mg/kg ×4) were pretreated with THC (3 mg/kg ×4) at room (21°C) and at warm (26°C) temperature, and body temperature, striatal glial activation and DA terminal loss were assessed. To find out the mechanisms by which THC may prevent MDMA hyperthermia and neurotoxicity, the same procedure was carried out in animals pretreated with the CB1 receptor antagonist AM251 and the CB2 receptor antagonist AM630, as well as in CB1, CB2 and CB1/CB2 deficient mice. THC prevented MDMA-induced-hyperthermia and glial activation in animals housed at both room and warm temperature. Surprisingly, MDMA-induced DA terminal loss was only observed in animals housed at warm but not at room temperature, and this neurotoxic effect was reversed by THC administration. However, THC did not prevent MDMA-induced hyperthermia, glial activation, and DA terminal loss in animals treated with the CB1 receptor antagonist AM251, neither in CB1 and CB1/CB2 knockout mice. On the other hand, THC prevented MDMA-induced hyperthermia and DA terminal loss, but only partially suppressed glial activation in animals treated with the CB2 cannabinoid antagonist and in CB2 knockout animals. Our results indicate that THC protects against MDMA neurotoxicity, and suggest that these neuroprotective actions are primarily mediated by the reduction of hyperthermia through the activation of CB1 receptor, although CB2 receptors may also contribute to attenuate neuroinflammation in this process.

Consommation de cannabis : quels sont les risques ?

Abstract - Cannabis: what are the risks ? Cannabinoids from cannabis have a dual use and display often opposite pharmacological properties depending on the circumstances of use and the administered dose. Cannabinoids constitute mainly a recreative or addictive substance, but also a therapeutic drug. They can be either neurotoxic or neuroprotector, carcinogenic or an anti-cancer drug, hyperemetic or antiemetic, pro-inflammatory or anti-inflammatory... Improvement in in-door cultivation techniques and selection of high yield strains have resulted in a steadily increase of THC content. Cannabis is the most frequently prohibited drug used in Switzerland and Western countries. About half of teenagers have already experimented cannabis consumption. About 10% of cannabis users smoke it daily and can be considered as cannabis-dependant. About one third of these cannabis smokers are chronically intoxicated. THC, the main psychoactive drug interacts with the endocannnabinoid system which is made of cellular receptors, endogenous ligands and a complex intra-cellular biosynthetic, degradation and intra-cellular messengers machinery. The endocannabinoid system plays a major role in the fine tuning of the nervous system. It is thought to be important in memory, motor learning, and synaptic plasticity. At psychoactive dose, THC impairs psychomotor and neurocognitive performances. Learning and memory abilities are diminished. The risk to be responsible of a traffic car accident is slightly increased after administration of cannabis alone and strongly increased after combined use of alcohol and cannabis. With the exception of young children, cannabis intake does not lead to potentially fatal intoxication. However, cannabis exposure can act as trigger for cardiovascular accidents in rare vulnerable people. Young or vulnerable people are more at risk to develop a psychosis at adulthood and/or to become cannabis-dependant. Epidemiological studies have shown that the risk to develop a schizophrenia at adulthood is increased for cannabis smokers, especially for those who are early consumers. Likewise for the risk of depression and suicide attempt. Respiratory disease can be worsen after cannabis smoking. Pregnant and breast-feeding mothers should not take cannabis because THC gets into placenta and concentrates in breast milk. The most sensitive time-period to adverse side-effects of cannabis starts from foetus and extends to adolescence. The reason could be that the endocannabinoid system, the main target of THC, plays a major role in the setup of neuronal networks in the immature brain. The concomitant use of other psychoactive drugs such as alcohol, benzodiazepines or cocaine should be avoided because of possible mutual interactions. Furthermore, it has been demonstrated that a cross-sensitisation exists between most addictive drugs at the level of the brain reward system. Chronic use of cannabis leads to tolerance and withdrawals symptoms in case of cannabis intake interruption. Apart from the aforementioned unwanted side effects, cannabis displays useful and original medicinal properties which are currently under scientific evaluation. At the moment the benefit/risk ratio is not yet well assessed. Several minor phytocannabinoids or synthetic cannabinoids devoid of psychoactive properties could find their way in the modern pharmacopoeia (e.g. ajulemic acid). For therapeutic purposes, special cannabis varieties with unique cannabinoids composition (e.g. a high cannabidiol content) are preferred over those which are currently used for recreative smoking. The administration mode also differs in such a way that inhalation of carcinogenic pyrolytic compounds resulting from cannabis smoking is avoided. This can be achieved by inhaling cannabis vapors at low temperature with a vaporizer device. Résumé Les cannabinoïdes contenus dans la plante de cannabis ont un double usage et possèdent des propriétés opposées suivant les circonstances et les doses employées. Les cannabinoïdes, essentiellement drogue récréative ou d'abus pourraient, pour certains d'entre eux, devenir des médicaments. Selon les conditions d'utilisation, ils peuvent être neurotoxiques ou neuroprotecteurs, carcinogènes ou anticancéreux, hyper-émétiques ou antiémétiques, pro-inflammatoires ou anti-inflammatoires... Les techniques de culture sous serre indoor ainsi que la sélection de variétés de cannabis à fort potentiel de production ont conduit à un accroissement notable des taux de THC. Le cannabis est la drogue illégale la plus fréquemment consommée en Suisse et ailleurs dans le monde occidental. Environ la moitié des jeunes ont déjà expérimenté le cannabis. Environ 10 % des consommateurs le fument quotidiennement et en sont devenus dépendants. Un tiers de ces usagers peut être considéré comme chroniquement intoxiqué. Le THC, la principale substance psychoactive du cannabis, interagit avec le "système endocannabinoïde". Ce système est composé de récepteurs cellulaires, de ligands endogènes et d'un dispositif complexe de synthèse, de dégradation, de régulation et de messagers intra-cellulaires. Le système endocannabinoïde joue un rôle clé dans le réglage fin du système nerveux. Les endocannabinoïdes régulent la mémorisation, l'apprentissage moteur et la plasticité des liaisons nerveuses. À dose psychoactive, le THC réduit les performances psychomotrices et neurocognitives. Les facultés d'apprentissage et de mémorisation sont diminuées. Le risque d'être responsable d'un accident de circulation est augmenté après prise de cannabis, et ceci d'autant plus que de l'alcool aura été consommé parallèlement. À l'exception des jeunes enfants, la consommation de cannabis n'entraîne pas de risque potentiel d'intoxication mortelle. Toutefois, le cannabis pourrait agir comme facteur déclenchant d'accident cardiovasculaire chez de rares individus prédisposés. Les individus jeunes, et/ou vulnérables ont un risque significativement plus élevé de développer une psychose à l'âge adulte ou de devenir dépendant au cannabis. Des études épidémiologiques ont montré que le risque de développer une schizophrénie à l'âge adulte était augmenté pour les consommateurs de cannabis et ceci d'autant plus que l'âge de début de consommation était précoce. Il en va de même pour le risque de dépression. Les troubles respiratoires pourraient être exacerbés par la prise de cannabis. Les femmes enceintes et celles qui allaitent ne devraient pas consommer de cannabis car le THC traverse la barrière hémato-placentaire, en outre, il se concentre dans le lait maternel. La période de la vie la plus sensible aux effets néfastes du cannabis correspond à celle allant du foetus à l'adolescent. Le système endocannabinoïde sur lequel agit le THC serait en effet un acteur majeur orchestrant le développement des réseaux neuronaux dans le cerveau immature. La prise concomitante d'autres psychotropes comme l'alcool, les benzodiazépines ou la cocaïne conduit à des renforcements mutuels de leurs effets délétères. De plus, il a été montré l'existence d'une sensibilité croisée pour la majorité des psychotropes qui agissent sur le système de la récompense, le cannabis y compris, ce qui augmente ainsi le risque de pharmacodépendance. La prise régulière de doses élevées de cannabis entraîne l'apparition d'une tolérance et de symptômes de sevrage discrets à l'arrêt de la consommation. À part les effets négatifs mentionnés auparavant, le cannabis possède des propriétés médicales originales qui sont l'objet d'études attentives. Plusieurs cannabinoïdes mineurs naturels ou synthétiques, comme l'acide ajulémique, pourraient trouver un jour une place dans la pharmacopée. En usage thérapeutique, des variétés particulières de cannabis sont préférées, par exemple celles riches en cannabidiol non psychoactif. Le mode d'administration diffère de celui utilisé en mode récréatif. Par exemple, la vaporisation des cannabinoïdes à basse température est préférée à l'inhalation du "joint".

Consommation de cannabis : quels sont les risques?

Résumé - Les cannabinoïdes contenus dans la plante de cannabis ont un double usage et possèdent des propriétés opposées suivant les circonstances et les doses employées. Les cannabinoïdes, essentiellement drogue récréative ou d'abus pourraient, pour certains d'entre eux, devenir des médicaments. Selon les conditions d'utilisation, ils peuvent être neurotoxiques ou neuroprotecteurs, carcinogènes ou anticancéreux, hyper-émétiques ou antiémétiques, pro-inflammatoires ou anti-inflammatoires. . . Les techniques de culture sous serre indoor ainsi que la sélection de variétés de cannabis à fort potentiel de production ont conduit à un accroissement notable des taux de THC. Le cannabis est la drogue illégale la plus fréquemment consommée en Suisse et ailleurs dans le monde occidental. Environ la moitié des jeunes ont déjà expérimenté le cannabis. Environ 10 % des consommateurs le fument quotidiennement et en sont devenus dépendants. Un tiers de ces usagers peut être considéré comme chroniquement intoxiqué. Le THC, la principale substance psychoactive du cannabis, interagit avec le « système endocannabinoïde ». Ce système est composé de récepteurs cellulaires, de ligands endogènes et d'un dispositif complexe de synthèse, de dégradation, de régulation et de messagers intra-cellulaires. Le système endocannabinoïde joue un rôle clé dans le réglage fin du système nerveux. Les endocannabinoïdes régulent la mémorisation, l'apprentissage moteur et la plasticité des liaisons nerveuses. À dose psychoactive, le THC réduit les performances psychomotrices et neurocognitives. Les facultés d'apprentissage et de mémorisation sont diminuées. Le risque d'être responsable d'un accident de circulation est augmenté après prise de cannabis, et ceci d'autant plus que de l'alcool aura été consommé parallèlement. À l'exception des jeunes enfants, la consommation de cannabis n'entraîne pas de risque potentiel d'intoxication mortelle. Toutefois, le cannabis pourrait agir comme facteur déclenchant d'accident cardiovasculaire chez de rares individus prédisposés. Les individus jeunes, et/ou vulnérables ont un risque significativement plus élevé de développer une psychose à l'âge adulte ou de devenir dépendant au cannabis. Des études épidémiologiques ont montré que le risque de développer une schizophrénie à l'âge adulte était augmenté pour les consommateurs de cannabis et ceci d'autant plus que l'âge de début de consommation était précoce. Il en va de même pour le risque de dépression. Les troubles respiratoires pourraient être exacerbés par la prise de cannabis. Les femmes enceintes et celles qui allaitent ne devraient pas consommer de cannabis car le THC traverse la barrière hémato-placentaire, en outre, il se concentre dans le lait maternel. La période de la vie la plus sensible aux effets néfastes du cannabis correspond à celle allant du foetus à l'adolescent. Le système endocannabinoïde sur lequel agit le THC serait en effet un acteur majeur orchestrant le développement des réseaux neuronaux dans le cerveau immature. La prise concomitante d'autres psychotropes comme l'alcool, les benzodiazépines ou la cocaïne conduit à des renforcements mutuels de leurs effets délétères. De plus, il a été montré l'existence d'une sensibilité croisée pour la majorité des psychotropes qui agissent sur le système de la récompense, le cannabis y compris, ce qui augmente ainsi le risque de pharmacodépendance. La prise régulière de doses élevées de cannabis entraîne l'apparition d'une tolérance et de symptômes de sevrage discrets à l'arrêt de la consommation. À part les effets négatifs mentionnés auparavant, le cannabis possède des propriétés médicales originales qui sont l'objet d'études attentives. Plusieurs cannabinoïdes mineurs naturels ou synthétiques, comme l'acide ajulémique, pourraient trouver un jour une place dans la pharmacopée. En usage thérapeutique, des variétés particulières de cannabis sont préférées, par exemple celles riches en cannabidiol non psychoactif. Le mode d'administration diffère de celui utilisé en mode récréatif. Par exemple, la vaporisation des cannabinoïdes à basse température est préférée à l'inhalation du « joint »

Crucial role of CB(2) cannabinoid receptor in the regulation of central immune responses during neuropathic pain

Neuropathic pain is a clinical manifestation of nerve injury difficult to treat even with potent analgesic compounds. Here, we used different lines of genetically modified mice to clarify the role played by CB2 cannabinoid receptors in the regulation of the central immune responses leading to the development of neuropathic pain. CB2 knock-out mice and wild-type littermates were exposed to sciatic nerve injury, and both genotypes developed a similar hyperalgesia and allodynia in the ipsilateral paw. Most strikingly, knock-outs also developed a contralateral mirror image pain, associated with an enhanced microglial and astrocytic expression in the contralateral spinal horn. In agreement, hyperalgesia, allodynia, and microglial and astrocytic activation induced by sciatic nerve injury were attenuated in transgenic mice overexpressing CB2 receptors. These results demonstrate the crucial role of CB2 cannabinoid receptor in modulating glial activation in response to nerve injury. The enhanced manifestations of neuropathic pain were replicated in irradiated wild-type mice reconstituted with bone marrow cells from CB2 knock-outs, thus demonstrating the implication of the CB2 receptor expressed in hematopoietic cells in the development of neuropathic pain at the spinal cord.

Interferon-gamma is a critical modulator of CB(2) cannabinoid receptor signaling during neuropathic pain

Nerve injuries often lead to neuropathic pain syndrome. The mechanisms contributing to this syndrome involve local inflammatory responses, activation of glia cells, and changes in the plasticity of neuronal nociceptive pathways. Cannabinoid CB(2) receptors contribute to the local containment of neuropathic pain by modulating glial activation in response to nerve injury. Thus, neuropathic pain spreads in mice lacking CB(2) receptors beyond the site of nerve injury. To further investigate the mechanisms leading to the enhanced manifestation of neuropathic pain, we have established expression profiles of spinal cord tissues from wild-type and CB(2)-deficient mice after nerve injury. An enhanced interferon-gamma (IFN-gamma) response was revealed in the absence of CB(2) signaling. Immunofluorescence stainings demonstrated an IFN-gamma production by astrocytes and neurons ispilateral to the nerve injury in wild-type animals. In contrast, CB(2)-deficient mice showed neuronal and astrocytic IFN-gamma immunoreactivity also in the contralateral region, thus matching the pattern of nociceptive hypersensitivity in these animals. Experiments in BV-2 microglia cells revealed that transcriptional changes induced by IFN-gamma in two key elements for neuropathic pain development, iNOS (inducible nitric oxide synthase) and CCR2, are modulated by CB(2) receptor signaling. The most direct support for a functional involvement of IFN-gamma as a mediator of CB(2) signaling was obtained with a double knock-out mouse strain deficient in CB(2) receptors and IFN-gamma. These animals no longer show the enhanced manifestations of neuropathic pain observed in CB(2) knock-outs. These data clearly demonstrate that the CB(2) receptor-mediated control of neuropathic pain is IFN-gamma dependent.

Aspectos terapêuticos de compostos da planta Cannabis sativa

Several cannabinoid compounds present therapeutic properties, but also have psychotropic effects, limiting their use as medicine. Nowadays, many important discoveries on the compounds extracted from the plant Cannabis sativa (cannabinoids) have contributed to understand the therapeutic properties of these compounds. The main discoveries in the last years on the cannabinoid compounds were: the cannabinoid receptors CB1 and CB2, the endogenous cannabinoids and the possible mechanisms of action involved in the interaction between cannabinoid compounds and the biological receptors. So, from the therapeutical aspects presented in this work, we intended to show the evolution of the Cannabis sativa research and the possible medicinal use of cannabinoid compounds.

Effect of (-)-∆9-tetrahydrocannabinoid on the hepatic redox state of mice

(-)-∆9-Tetrahydrocannabinol (∆9-THC), a psychoactive component of marijuana, has been reported to induce oxidative damage in vivo and in vitro. In this study, we administered ∆9-THC to healthy C57BL/6J mice aged 15 weeks in order to determine its effect on hepatic redox state. Mice were divided into 3 groups: ∆9-THC (N = 10), treated with 10 mg/kg body weight ∆9-THC daily; VCtrl (N = 10), treated with vehicle [1:1:18, cremophor EL® (polyoxyl 35 castor oil)/ethanol/saline]; Ctrl (N = 10), treated with saline. Animals were injected ip twice a day with 5 mg/kg body weight for 10 days. Lipid peroxidation, protein carbonylation and DNA oxidation were used as biomarkers of oxidative stress. The endogenous antioxidant defenses analyzed were glutathione (GSH) levels as well as enzyme activities of superoxide dismutase, catalase, glutathione S-transferase, glutathione reductase, and glutathione peroxidase (GPx) in liver homogenates. The levels of mRNA of the cannabinoid receptors CB1 and CB2 were also monitored. Treatment with ∆9-THC did not produce significant changes in oxidative stress markers or in mRNA levels of CB1 and CB2 receptors in the liver of mice, but attenuated the increase in the selenium-dependent GPx activity (Δ9-THC: 8%; VCtrl: 23% increase) and the GSH/oxidized GSH ratio (Δ9-THC: 61%; VCtrl: 96% increase), caused by treatment with the vehicle. Δ9-THC administration did not show any harmful effects on lipid peroxidation, protein carboxylation or DNA oxidation in the healthy liver of mice but attenuated unexpected effects produced by the vehicle containing ethanol/cremophor EL®.

Participation of cannabinoid receptors in peripheral nociception induced by some NSAIDs

Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) have been used extensively to control inflammatory pain. Several peripheral antinociceptive mechanisms have been described, such as opioid system and NO/cGMP/KATP pathway activation. There is evidence that the cannabinoid system can also contribute to the in vivo pharmacological effects of ibuprofen and indomethacin. However, there is no evidence of the involvement of the endocannabinoid system in the peripheral antinociception induced by NSAIDs. Thus, the aim of this study was to investigate the participation of the endocannabinoid system in the peripheral antinociceptive effect of NSAIDs. All experiments were performed on male Wistar rats (160-200 g; N = 4 per group). Hyperalgesia was induced by a subcutaneous intraplantar (ipl) injection of prostaglandin E2 (PGE2, 2 μg/paw) in the rat’s hindpaw and measured by the paw pressure test 3 h after injection. The weight in grams required to elicit a nociceptive response, paw flexion, was determined as the nociceptive threshold. The hyperalgesia was calculated as the difference between the measurements made before and after PGE2, which induced hyperalgesia (mean = 83.3 ± 4.505 g). AM-251 (80 μg/paw) and AM-630 (100 μg/paw) were used as CB1 and CB2 cannabinoid receptor antagonists, respectively. Ipl injection of 40 μg dipyrone (mean = 5.825 ± 2.842 g), 20 μg diclofenac (mean = 4.825 ± 3.850 g) and 40 μg indomethacin (mean = 6.650 ± 3.611 g) elicited a local peripheral antinociceptive effect. This effect was not antagonized by ipl CB1 cannabinoid antagonist to dipyrone (mean = 5.00 ± 0.9815 g), diclofenac (mean = 2.50 ± 0.8337 g) and indomethacin (mean = 6.650 ± 4.069 g) or CB2 cannabinoid antagonist to dipyrone (mean = 1.050 ± 6.436 g), diclofenac (mean = 6.675 ± 1.368 g) and indomethacin (mean = 2.85 ± 5.01 g). Thus, cannabinoid receptors do not seem to be involved in the peripheral antinociceptive mechanism of the NSAIDs dipyrone, diclofenac and indomethacin.

A comparison between diatom inferred ph changes and diatom populations in brownwater and clearwater lakes

The objective of this study was to determine whether clearwater and brownwater lakes differed in their rate of acidification as inferred by subfossil diatoms analyzed in recent downcore sediments. Differences between associations of diatom populations in brownwater and clearwater environments were characterized. Sediment cores were taken from four lakes located north and east of Lake Superior, near Wawa, Ontario. Two of these lakes were humicrich, brownwater lakes ( lakes U1 and CB2). The two other lakes were clearwater lakes ( lakes Xl and CF). The regression of Nygaard log index-alpha for surficial diatom sediments on observed pH ( Inferred pH = 6.57 - 0.82 log index-alpha ), was utilized to infer lake pH in recent sediments of these lakes. Upon analyzing the downcore diatoms, it was discovered that no significant change, in downcore diatom inferred pH, could be detected in the two brownwater lakes. In contrast, the two clearwater lakes showed significant shifts in downcore diatom inferred pH. In one of these lakes, pH had dropped from 5.3 to 4.5, in the top 9.0 cm of the core, while in the second lake, pH had dropped from 5.4 to 5.0 in the top 1.5 cm of the core. These findings suggested that humic substances, found in brownwater lakes, imparted a buffering capacity to these lake waters. In the clearwater lakes, the decrease in pH was very probably a consequence of acid precipitation. The Ambrosia rise ( circa 1890 ) occurred at the same depth in both brownwater lakes ( 11.0 - 12.0 cm). In both clearwater lakes, the Ambrosia rise occurred at a depth of 14.0 - 15.0 cm. This suggested a lower sedimentation rate in the brownwater lakes. pH influenced the total percentage composition of diatom pH indicator groups. Greater numbers of alkaliphilous taxa were found in less acidic lakes ( e.g. Lake Ul ), While greater numbers of acidloving forms were found in highly acidic lakes ( e.g. Lake Xl ). There was a greater abundance of indifferent forms in the brownwater lakes, than in the clearwater lakes. A number of diatom genera and species were found to be associated with either clearwater or brownwater conditions. The centric diatom, ~elosira distans, significantly increased in abundance in the recent sediments of both clearwater lakes. This may be indicating a shift toward a more oligotrophic state within these acidic, clearwater lakes. This study suggested that a pH index based on subfossil diatoms may be a sensitive indicator of changing lake pH. This study also indicated that humic substances may playa more important role, than previously acknowledged, in controlling the pH dynamics of lake waters, and in determining diatom populations.

Caractérisation du système des endocannabinoïdes au niveau de la rétine adulte et en développement

Le système endocannaboïde (eCB) est constitué des ligands, des récepteurs – les plus étudiés étant les récepteurs CB1 et CB2 – et les enzymes de synthèse et de dégradation. Les ligands étant lipophiles, ils ne sont pas encapsulés dans des vésicules, ce qui place les enzymes de synthèse et de dégradation dans une position de régulateurs clés. Plusieurs études démontrent une participation du système eCB à des processus de développement dans le système nerveux central (SNC). La rétine est un modèle important pour l’étude de ces processus car elle contient plusieurs types cellulaires bien connus, dont le patron de développement est clairement établi. Pour l’instant très peu est connu sur l’expression du système eCB durant le développement rétinien. C’est dans ce cadre que les patrons d’expression du récepteur CB1 et de l’enzyme de dégradation FAAH ont été étudiés pendant le développement rétinien postnatal chez le rat. Pour identifier les types cellulaires exprimant ces protéines, des co-marquages ont été accomplis pour le récepteur CB1 ou FAAH et des marqueurs des types cellulaires rétiniens. À P1, les cellules ganglionnaires, amacrines, horizontales et mitotiques expriment le récepteur CB1. Les cellules ganglionnaires et amacrines cholinergiques sont FAAH-positives. Au cours du développement, certains types cellulaires démontrent une expression transitoire de ces deux protéines, suggérant une implication du système eCB dans les processus de développement. Nos données démontrent également une importante expression du système eCB dans la rétine adulte, ce qui soutient l’hypothèse de son implication dans la réponse rétinienne. En bref, des études fonctionnelles in vitro sur des rétines de non-mammifères ont révélées que le récepteur CB1 modulait la réponse des cônes et des cellules bipolaires. Malgré la récente démonstration de sa présence dans la rétine, il n’existe pas de d’étude sur le rôle du récepteur CB2 dans la rétine. Dans cette thèse, les conséquences fonctionnelles de l’élimination des récepteurs CB1 ou CB2 ont été évaluées chez des souris transgéniques. Les réponses rétiniennes ont été enregistrées par électrorétinographie chez des souris cnr1-/- (CB1R-KO) et cnr2-/- (CB2R-KO). Nos données suggèrent une implication différente pour chaque récepteur dans la formation de la réponse rétinienne

Caractérisation de l'anatomie et de la fonction du système endocannabinoïde dans la rétine adulte

Au cours des dernières années, un intérêt grandissant concernant les rôles physiologiques des endocannabinoïdes (eCBs) a été observé. Le système eCB est une cible attrayante pour la modulation du système immunitaire et de la douleur périphérique. Bien que le récepteur CB1 soit distribué dans le système nerveux, le récepteur CB2 est traditionnellement associé au système immunitaire. Ce dogme fait maintenant l’objet d’un débat depuis la découverte de l’expression du récepteur CB2 dans certains neurones. La rétine est un modèle important pour l’étude de processus neuronaux. La présence du récepteur CB1 y a été démontrée. Des études fonctionnelles rapportent que l’activation des récepteurs cannabinoïdes affecte le fonctionnement de plusieurs cellules rétiniennes. À ce jour, aucune étude ne s’est intéressée au rôle global des récepteurs CB1 et CB2 dans la rétine. Nous avons investigué les conséquences de l’élimination du récepteur CB1 (cnr1-/-) ou du récepteur CB2 (cnr2-/-) sur la fonction rétinienne mesurée par électrorétinographie. Nous avons également caractérisé la distribution du récepteur CB2 dans la rétine. Pour ce faire, nous avons comparé la spécificité de plusieurs anticorps dirigés contre le récepteur CB2. Seulement l’un des anticorps testés a montré une spécificité satisfaisante. Il a permis de détecter la présence du récepteur CB2 dans les cônes, les bâtonnets, les cellules horizontales, amacrines, bipolaires et ganglionnaires. Nos résultats d’électrorétinographie indiquent que seules les souris cnr2-/- présentent une amplitude accrue de l’onde a des ERG, en conditions scotopiques. En conditions photopiques, l’amplitude de l’onde b des souris cnr2-/- montre un schéma d’adaptation à la lumière différent des autres groupes. Aucun effet significatif n’a été observé chez les animaux cnr1-/-. Ces résultats permettent de conclure que les récepteurs CB1 et CB2 jouent des rôles différents dans le traitement visuel et que le récepteur CB2 semble être impliqué dans l’établissement des réponses rétiniennes.

Rôle et implication du système cannabinoïde dans la modulation périphérique de la douleur inflammatoire et neuropathique

Les dérivés de l’opium (opioïdes) et du cannabis (cannabinoïdes) présentent de nombreuses propriétés intéressantes. Suite à l’identification de leurs récepteurs respectifs, diverses stratégies pharmacologiques ont tenté d’exploiter leurs propriétés analgésiques. Le clonage des récepteurs cannabinoïdes CB1 et CB2 a favorisé la découverte de composés endogènes pour ces récepteurs, les endocannabinoïdes, dont les deux plus étudiés sont l’anandamide et le 2-arachidonyl glycérol (2-AG). Cette découverte a également mené à l’identification d’enzymes qui catalysent l’inactivation de ces cannabinoïdes endogènes : une amidohydrolase des acides gras ou FAAH ainsi qu’une monoacylglycérol lipase ou MAGL. Le système cannabinoïde endogène est régulé à la hausse dans une variété de processus pathologiques, tels que les douleurs inflammatoire et neuropathique. Cette augmentation est habituellement interprétée comme une réaction physiologique visant à rétablir l’homéostasie et elle a notamment été observée en périphérie. Les endocannabinoïdes semblent donc agir de façon spécifique à des moments clés dans certains tissus ciblés afin de minimiser les conséquences reliées au déclenchement de ces douleurs. Cette observation est très intéressante d’un point de vue thérapeutique puisqu’elle suggère la possibilité de cibler les enzymes de dégradation des endocannabinoïdes dans le but d’augmenter leurs concentrations locales et d’ainsi prolonger leur action neuromodulatrice. En périphérie, l’activation des récepteurs cannabinoïdes induit des effets antinociceptifs bénéfiques tout en minimisant les effets indésirables souvent associés à leur activation centrale. Nous avons orienté nos travaux vers la modulation périphérique de ce système endogène à l’aide d’inhibiteurs des enzymes de dégradation des endocannabinoïdes afin d’évaluer leur potentiel thérapeutique et d’élucider les mécanismes d’action qui sous-tendent leurs effets dans des modèles animaux de douleurs inflammatoire et neuropathique. Nous avons démontré que cette approche permet de soulager les symptômes associés à ces deux types de douleurs, et ce via les récepteurs CB1 et CB2. Les systèmes cannabinoïde et opioïde présentent des similitudes, dont des localisations similaires le long des voies de la douleur, des mécanismes d’action relayés par des récepteurs couplés aux protéines G et des propriétés pharmacologiques communes telles que l’analgésie. Le système opioïde est impliqué dans les effets antinociceptifs induits par les cannabinoïdes. À l’inverse, le rôle joué par le système cannabinoïde dans ceux induits par la morphine demeure incertain. Nous avons démontré que les effets antinociceptifs périphériques et spinaux produits par la morphine sont diminués chez les souris génétiquement modifiées chez lesquelles l’expression des récepteurs CB1 ou CB2 a été éliminée, laissant supposer un rôle pour ces récepteurs dans les effets de la morphine. Nous avons de plus démontré que la diminution de l'analgésie produite par la morphine dans ces souris n'est pas causée par un dysfonctionnement des récepteurs opioïdes mu (MOP) ni par une régulation à la baisse de ces récepteurs. Nos résultats confirment l'existence d'interactions fonctionnelles entre les systèmes cannabinoïde et opioïde au niveau périphérique et spinal. Ces observations sont prometteuses d’un point de vue thérapeutique puisqu’une modulation périphérique ciblée des niveaux d’endocannabinoïdes et d’opioïdes endogènes permettrait de produire des effets analgésiques bénéfiques potentiellement synergiques tout en minimisant les effets indésirables associés à l’activation centrale de ces systèmes.

Localization and function of the endocannabinoid system throughout the retinogeniculate pathway of vervet monkeys

Le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le système nerveux central (SNC) de mammifères, incluant la rétine, et est responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la présence du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) a bien été documenté dans la rétine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant à la présence du récepteur cannabinoïde de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers à signaler les patrons d’expression du CB2R dans la rétine de singe. Nos résultats démontrent que le CB2R est exprimé exclusivement dans les cellules de Müller de la rétine du singe. En outre, nous avons comparé les différents patrons d’expression du système eCB dans la rétine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGLα (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conservées parmi ces espèces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) présentent différents profils d'expression. CB2R n'a pas été détecté dans les cellules neuronales de la rétine des primates. L’immunoréactivité de NAPE-PLD est présente dans les couches de la rétine de souris et toupayes, mais a été limitée à la couche des photorécepteurs des singes vervet et macaque. Pour étudier les corrélats neuronaux et le rôle de la signalisation du système eCB dans la rétine, nous avons établi un protocole standard pour l'électrorétinographie (ERG), puis enregistré la réponse ERG de la rétine après le blocage des récepteurs avec des antagonistes spécifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Comparé au témoin, dans des conditions photopiques, et à certaines intensités faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu’à des intensités plus élevées, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des récepteurs cannabinoïdes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions d’adaptation à l'obscurité, le blocage de CB1R et CB2R réduit l’amplitudes de l'onde a seulement à des intensités plus élevées et réduit l’onde b à intensités plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont été observées dans les deux cas. Ces résultats indiquent que les récepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqués dans la fonction rétinienne conditions photopiques. En outre, nous avons évalué le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-delà de la rétine dans le corps géniculé latéral des singes et nous rapportons pour la première fois que CB1R et FAAH sont exprimés davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a été localisée à travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes n’est exprimée dans les couches koniocellulaires. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les effets des cannabinoïdes sur le système visuel qui pourraient nous mener à trouver éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques.

Novel endogenous peptide agonists of cannabinoid receptors

Hemopressin (Hp), a 9-residue alpha-hemoglobin-derived peptide, was previously reported to function as a CB(1) cannabinoid receptor antagonist (1). In this study, we report that mass spectrometry (MS) data from peptidomics analyses of mouse brain extracts identified N-terminally extended forms of Hp containing either three (RVD-Hp alpha) or two (VD-Hp alpha) additional amino acids, as well as a beta-hemoglobinderived peptide with sequence similarity to that of hemopressin (VD-Hp beta). Characterization of the alpha-hemoglobin-derived peptides using binding and functional assays shows that in contrast to Hp, which functions as a CB(1) cannabinoid receptor antagonist, both RVD-Hp alpha and VD-Hp alpha function as agonists. Studies examining the increase in the phosphorylation of ERK1/2 levels or release of intracellular Ca(2+) indicate that these peptides activate a signal transduction pathway distinct from that activated by the endo-cannabinoid, 2-arachidonoylglycerol, or the classic CB(1) agonist, Hu-210. This finding suggests an additional mode of regulation of endogenous cannabinoid receptor activity. Taken together, these results suggest that the CB(1) receptor is involved in the integration of signals from both lipid-and peptide-derived signaling molecules.-Gomes, I., Grushko, J. S., Golebiewska, U., Hoogendoorn, S., Gupta, A., Heimann, A. S., Ferro, E. S., Scarlata, S., Fricker, L. D., Devi, L. A. Novel endogenous peptide agonists of cannabinoid receptors. FASEB J. 23, 3020-3029 (2009). www.fasebj.org

Preliminary X-ray crystallographic studies of a tetrameric phospholipase A(2) formed by two isoforms of crotoxin B from Crotalus durissus terrificus venom

Crotoxin B is a basic phospholipase A(2) found in the venom of Crotalus durissus terrificus and is one of the subunits that constitute crotoxin. This heterodimeric toxin, which is the main component of C. d. terrificus venom, is completed by an acidic, nontoxic and non-enzymatic component (crotoxin A) and is involved in important envenomation effects, such as neurological disorders, myotoxicity and renal failure. Although crotoxin was first crystallized in 1938, no crystal structure is currently available for crotoxin, crotoxin A or crotoxin B. In this work, the crystallization, X-ray diffraction data collection to 2.28 angstrom resolution and molecular-replacement solution of a novel tetrameric complex formed by two dimers of crotoxin B isoforms (CB1 and CB2) is presented.