Cannabinoidi e infiammazione intestinale Federico Massa Max Planck Institute Monaco di Baviera – Germania Bologna, 12-09-2004

Tratto gastrointestinale una superficie di 200-300 metri quadri 10.000 miliardi di batteri e altri microrganismi Rete di sorveglianza e difesa Neuroni sensitivi Sistema immunitario Cellule endocrine Infiammazione

MALATTIE INFIAMMATORIE CRONICHE INTESTINALI Morbo di Crohn Colite ulcerosa Coliti „inderteminate“ Cause: Predisposizione genetica Fattori immunologici Infezioni (batteriche, virali) Alimentazione Fumo Stress Terapie: anti-infiammatori immunomodulatori/immunosoppressori antibiotici chirurgia Oppiodi / Cannabinoidi / Vanilloidi

- Recettori CB1 e endocannabinoidi sono presenti nel tratto gastrointestinale La marijuana e´ stata usata per secoli per curare disturbi gastrointestinali Il sistema endocannabinoide partecipa alla regolazione di diverse funzioni dellíntestino

Modelli sperimentali utilizzati Induzione dell’infiammazione nel colon di topo 1. DNBS (Dinitrobenzene sulfonic acid) intrarettale 2. DSS (Destrano sodio solfato ) nell’acqua da bere per 7 giorni normale 3 giorni dopo DNBS

Quantificazione del livello di infiammazione 1. Esame macroscopico score 0: nessun danno score 1: moderata iperemia + edema, NO erosione NO ulcera score 2: moderata iperemia + edema + erosione score 3: un sito ulcerazione, iperemia, edema, necrosi; score 4: due o più siti di ulcerazione, iperemia, edema, necrosi < 1cm. score 5: due o più siti di ulcerazione, infiammazione, necrosi > 1cm score 6-10: danno >1.5 cm, score innalzato di un punto ogni 0.5 cm. +1, presenze di diarrea.

Quantificazione del livello di infiammazione 2. Saggio dell’enzima mieloperossidasi (MPO) L’enzima mieloperossidasi è presente nel citoplasma dei neutrofili. Quantificazione MPO nei tessuti infiammati ► Indice del livello di infiammazione

Infiammazione da DNBS e DSS in topi CB1 knockout Score Infiammazione Infiammazione da DNBS e DSS in topi CB1 knockout Livelli MPO Topi normali * Topi senza CB1 1 2 3 4 5 100 300 500 700 * DNBS day 3 DSS Day 7 DNBS Day 3 DSS Day 7 Topi normali Topi senza CB1

Infiammazione da DNBS: time-course 2.5 5.0 7.5 Score Infiammazione Day 1 Day 2 Day 3 * topi normali topi senza CB1 200 500 Livelli MPO 100 300 400 Day 1 Day 2 Day 3 * 60 70 80 90 100 Day 1 Day 2 Day 3 * Day 0 Peso corporeo %

Blocco farmacologico del recettore CB1 antagonista SR141716A 3 giorni dopo DNBS Placebo SR141716A Score Infiammazione Livelli MPO 1 2 3 4 5 100 200 300 400 500 * Placebo SR141716A

Stimolazione del recettore CB1 HU210 DNBS: day 3 1 2 3 4 5 150 50 100 Score Infiammazione Livelli MPO Placebo HU210 *

Aumento del tono endocannabinoide Score Infiammazione Livelli MPO 50 100 150 1 2 3 4 5 topi normali topi senza FAAH 3 giorni dopo DNBS 3 Giorni dopo DNBS *

STIMOLAZIONE FARMACOLOGICA AUMENTO ENDOCANABINOIDI CB1 INFIAMMAZIONE RIMOZIONE BLOCCO FARMACOLOGICO STIMOLAZIONE FARMACOLOGICA AUMENTO ENDOCANABINOIDI

Espressione del recettore CB1 durante l’infiammazione Numero di cellule che esprimono CB1 100 200 300 * % non trattati DNBS: day 3

ATTIVITA’ ELETTRICA DEL COLON Topi normali Topi senza CB1 NO INFIAMMAZIONE 8 ore dopo DNBS 24 ore dopoDNBS

Conclusioni Il nostro studio dimostra come il sistema endocannabinoide sia coinvolto nella modulazione dell’infiammazione intestinale: attivandosi già nelle prime fasi dell’infiammazione aumentando la propria espressione durante l’infiammazione se stimolato, riducendo i livelli di infiammazione se bloccato, aumentandoli

Direzioni future Meccanismo d´azione? Centrale o periferico? Interazioni con vanilloidi e oppiodi

Thanks to….. Beat Lutz Maria Brenz Verca, Astrid Cannich, Barbara Fackelmeier, Nadine Franke, Heike Hermann, Thomas Koegelsperger, Giovanni Marsicano, Krisztina Monory, Peter Weber, Jan Hendrik Sitz, Michel Steiner, Barbara Wölfel Martin Storr e Andrei Sibaev (LMU, Munich)