doctoralThesis
Atividade anticrise de fitocomplexos derivados de Cannabis spp. e do canabidiol em um modelo de status epilepticus em camundongos
Antiseizure activity of phytocomplexes derived from Cannabis spp. and cannabidiol in a status epilepticus model in mice
Registro en:
SALES, Igor Rafael Praxedes de. Atividade anticrise de fitocomplexos derivados de Cannabis spp. e do canabidiol em um modelo de status epilepticus em camundongos. Orientador: Cláudio Marcos Teixeira de Queiroz. 2022. 135f. Tese (Doutorado em Neurociências) - Instituto do Cérebro, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Autor
Sales, Igor Rafael Praxedes de
Resumen
Placebo-controlled clinical trials show that cannabidiol (CBD) reduces seizure
frequency, both convulsive and non-convulsive, in patients with difficult-to-control
epilepsy. Part of this effect depends on pharmacokinetic interactions since, in these
studies, patients continue conventional antiseizure medication. Furthermore, the CBD
mechanism that would reduce seizure frequency is still unknown, especially
considering its affinity for endocannabinoid system receptors. Other
phytocannabinoids, such as tetrahydrocannabinol (THC), modify the endocannabinoid
system, altering synaptic transmission and neuronal excitability. Thus, this thesis
evaluated the antiseizure potential of different phytocannabinoid profiles
(phytocomplexes) of Cannabis spp. extracts on the status epilepticus (SE), comparing
their responses with those observed after CBD. We worked with the hypothesis that
phytocomplexes derived from Cannabis spp., as they contain a variety of secondary
metabolites, would be more effective in controlling neuronal hyperexcitability than a
pure phytocannabinoid (CBD). For this, we used electrophysiological and behavioral
recordings of mice submitted to the SE model induced by intrahippocampal pilocarpine
administration. Dose-response curves of two extracts, one with a CBD:THC
concentration ratio greater than 1 (XT-CBD) and the other with a CBD:THC ratio less
than 1 (XT-THC), were compared with conventional treatments (e.g., CBD and
diazepam). The animals received the experimental compound intraperitoneally (i.p.)
thirty minutes before pilocarpine. We used the ambulation between the two
administrations to indicate possible sedative effects caused by the extracts. Our results
show that XT-CBD reduced the duration and severity of behavioral SE at all evaluated
doses (4, 36, and 360 mg/kg; n=6-9/group) compared to the control group (sterile corn
oil solution, 10 mL/kg; n=24, p<0.05, Mann-Whitney test). XT-THC treatment showed a
biphasic effect: the 10 mg/kg dose (n=7) increased the proportion of animals with
generalized seizures, while higher doses (450 and 1000 mg/kg; n=6-9/group )
decreased the severity of seizures. However, the high doses of XT-THC produced
strong sedation. Comparatively, the decrease in SE severity at high doses of XT-CBD
and XT-THC was similar to that observed in groups treated with diazepam (5 mg/kg;
n=6; p>0.05; Mann-Whitney test) and with CBD (200 mg/kg dose, n=11). Surprisingly,
treatment with CBD, XT-THC, and XT-CBD did not change the electrophysiological
expression of the seizure, considering the electrographic paroxysms' latency, duration,
and power. Our results demonstrate that phytocomplexes are effective in modulating
the behavioral expression of pharmacologically induced SE, and CBD-rich extracts are
more effective than THC-rich extracts. Future experiments will be necessary to
understand the dissociation between behavioral and electrographic expression of
phytocannabinoids on SE induced by intrahippocampal administration of pilocarpine.
This study contributed to a better understanding of the use of phytocannabinoids in
seizure treatment. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Ensaios clínicos controlados por placebo mostram que o canabidiol (CBD) reduz a
frequência de crises, tanto convulsivas como não convulsivas, em pacientes com epilepsia
de difícil controle. Parte desse efeito depende de interações farmacocinéticas uma vez que
nesses estudos, os pacientes continuam o tratamento anticrise convencional. Além disso,
o mecanismo pelo qual o CBD atenua a frequência de crises ainda é desconhecido,
especialmente considerando sua afinidade por receptores do sistema endocanabinoide.
Outros fitocanabinoides, como o tetra-hidrocanabinol (THC), também modificam o sistema
endocanabinoide, alterando a transmissão sináptica e a excitabilidade neuronal. Assim, a
presente tese avaliou o potencial anticrise de extratos de Cannabis spp. com distintos
perfis de fitocanabinoides (fitocomplexos) sobre o status epilepticus (SE), comparando
suas respostas com aquelas observadas após o CBD. Trabalhamos com a hipótese de
que fitocomplexos derivados de Cannabis spp., por conter uma diversidade de metabólitos
secundários, seriam mais eficazes no controle da hiperexcitabilidade neuronal que um
fitocanabinoide puro (CBD). Para isso, utilizamos registros eletrofisiológicos e
comportamentais de camundongos submetidos ao modelo do SE induzido pela
administração intra-hipocampal de pilocarpina. Curvas dose-resposta de dois extratos, um
com uma razão de concentração de CBD:THC maior que 1 (XT-CBD) e outro com uma
razão CBD:THC menor que 1 (XT-THC), foram comparadas com tratamentos
convencionais (CBD e diazepam). Os animais receberam o composto experimental por via
intraperitoneal (i.p.) trinta minutos antes da pilocarpina. Utilizamos a ambulação entre as
duas administrações como indicador de possíveis efeitos sedativos causados pelos
extratos. Nossos resultados mostram que o XT-CBD reduziu a duração e a gravidade do
SE comportamental em todas as doses avaliadas (4, 36 e 360 mg/kg; n=6-9/grupo) em
comparação ao grupo veículo (solução de óleo de milho estéril, 10 mL/kg; n=24, p<0,05,
teste de Mann-Whitney). O tratamento com XT-THC apresentou um efeito bifásico: a dose
de 10 mg/kg (n=7) aumentou a proporção de animais com crises generalizadas enquanto
doses mais altas (450 e 1000 mg/kg; n=6-9/grupo) diminuiram a gravidade das crises.
Porém, as altas doses de XT-THC produziram forte sedação. Comparativamente, a
diminuição da gravidade do SE nas doses altas do XT-CBD e XT-THC foi semelhante à
observada nos grupos tratados com diazepam (5 mg/kg; n=6; p>0,05; teste de MannWhitney) e com CBD (dose de 200 mg/kg, n=11). Surpreendentemente, o tratamento com
CBD, XT-THC e XT-CBD não alterou a expressão eletrofisiológica da crise, considerando
latência, duração e energia dos paroxismos eletrográficos. Nossos resultados demonstram
que fitocomplexos são eficazes em modular a expressão comportamental do SE induzido
farmacologicamente, sendo que fitocompostos ricos em CBD são mais eficazes que
fitocompostos ricos em THC. Experimentos futuros serão necessários para compreender a
dissociação entre a expressão comportamental e eletrográfica dos fitocanabinoides sobre
o SE induzido pela administração intra-hipocampal de pilocarpina. Desse modo, esse
estudo contribuiu para um melhor entendimento a respeito do uso de fitocanabinoides no
tratamento de crises.