Cytokinproduksjon av tykktarmsvev fra IBD-pasienter

Tittel på prosjektet:

Effekten av cannabinoider i behandlingen av inflammatorisk tarmsykdom

Spørsmål som skal undersøkes:

Marihuanaplanten, Cannabis sativa, har blitt brukt som medisinsk behandling for en rekke sykdommer. Cannabinoider er rapportert å lindre nevrologiske tilstander inkludert MS-relaterte symptomer som spastisitet, smerte, skjelving og blæredysfunksjon. Andre nevrologiske tilstander, som kroniske uløselige smerter, dystoniske bevegelsesforstyrrelser og Tourettes syndrom ble også rapportert å bli lindret av cannabisbruk. Cannabis har blitt brukt til å behandle anoreksi hos AIDS- og kreftpasienter. I gastroenterologi har cannabis blitt brukt til å behandle anoreksi, emesis, magesmerter, gastroenteritt, diaré, tarmbetennelse og diabetisk gastroparese.

Cannabisplanten inneholder over 60 forskjellige forbindelser som til sammen blir referert til som cannabinoider. Av disse ser de to forbindelsene delta 9-tetrahydrocannabinol (THC) og Cannabidiol (CBD) ut til å være de mest aktive.

Cannabinoider har en dyp antiinflammatorisk effekt, hovedsakelig gjennom CB2-reseptoren. Cellemediert immunitet ble funnet å være svekket hos kroniske marihuanabrukere. En kraftig anti-inflammatorisk effekt av cannabis ble observert hos gnagere. Å studere de funksjonelle rollene til det endocannabinoide systemet i immunmodulering viser at det er involvert i nesten alle store immunhendelser. Cannabinoider forskyver balansen mellom pro-inflammatoriske cytokiner og anti-inflammatoriske cytokiner mot T-hjelpercelle type 2-profiler (Th2-fenotype) og undertrykker cellemediert immunitet, mens humoral immunitet kan forbedres. Cannabidiol ble vist å redusere betennelse i en musemodell av revmatoid artritt og type I diabetes mellitus.

Derfor kan cannabinoider brukes til å behandle ulike inflammatoriske tilstander, inkludert revmatoid artritt og astma.

I tarmen produseres endocannabinoider av både serosal- og slimhinnekomponenten i den menneskelige tarmen, og studier på cellelinjer har vist at humane tarmepitelceller kan produsere endocannabinoider; Ytterligere kilder til endocannabinoider i tarmen inkluderer menneskelige endotelceller, blodplater, fastboende makrofager og andre immunceller som lymfocytter. CB1- og CB2-reseptorer oppreguleres i eksperimentelle modeller for inflammatorisk tarmsykdom. I en musemodell av kolitt ble cannabinoider funnet å lindre betennelse, og i menneskets tarm øker nivåene av anandamid under betennelse. Den betente tynntarmen har også betydelig forhøyet aktivitet av FAAH samt uttrykk for CB1 cannabinoidreseptorer.

De eksakte cellulære målene som er involvert i reduksjon av betennelse av cannabinoider er ukjent. I en modell av bronkopulmonal betennelse hos mus reduserte administrering av anandamid TNF-alfa-nivåer i bronkoalveolær skyllevæske. Delta 9-tetrahydrocannabinol (THC) hemmer syntesen av IL-12, IL-2, IL-6, INF gamma og T-celleproliferasjon.

Mange pasienter med IBD rapporterer at røyking av marihuana forbedret symptomene deres, men det er ingen kliniske studier som undersøker denne observasjonen. Vi har nylig publisert den første rapporterte observasjonen av bruk av medisinsk cannabis ved Crohns sykdom. I vår studie, av 30 pasienter, ble 21 betydelig bedre etter behandling med cannabis. Den gjennomsnittlige Harvey Bradshaw-indeksen forbedret seg fra 14 ± 6,7 til 7 ± 4,7 (P < 0,001). Antall avføringer ble redusert fra gjennomsnittlig åtte om dagen til fem om dagen, og behovet for annen medisin, spesielt steroider, ble betydelig redusert. I lys av disse resultatene gjennomførte vi en dobbeltblind placebokontrollert studie med 20 aktive Crohns sykdomspasienter. Pasienter med Crohn's Disease Activity Index (CDAI) >200 som ikke responderte på steroider, immunsuppressiva eller anti-TNF ble randomisert til å motta 2 sigaretter cannabis eller placebo daglig. Hver sigarett inneholdt 0,5 g cannabis, tilsvarende 11,5 mg tetrahydrocannabinol (THC). Placeboen inneholdt cannabisblader som THC ble utvunnet fra. Under behandlingen endret CDAI seg i cannabisgruppen fra 358 ± 99 til 139±111 (p<0,05) og i placebogruppen fra 373 ± 94 til 306±143 (p=Ikke signifikant). Fem pasienter i cannabisgruppen og én i placebogruppen gikk i fullstendig remisjon (CDAI <100). Tre steroidavhengige pasienter i cannabisgruppen sluttet med steroider under studien. Pasienter rapporterte forbedret appetitt og søvn, uten alvorlige bivirkninger.

Disse foreløpige dataene indikerer at cannabinoider har et stort potensiale i behandlingen av Crohns sykdom, men ytterligere undersøkelse av deres påvirkning, virkemåte, aktive og ikke-aktive cannabinoider og alternative bruksveier er helt klart nødvendig. Viktigst er spørsmålet om forbedringen observert med cannabisforbruk kun er symptomatisk eller om det er en reell bedring i betennelsen.

Målet med den foreslåtte studien er å evaluere inflammasjon og cytokinnivåer i eksplantater av tykktarmsvev fra IBD-pasienter med og uten cannabidiol.

Materialer og metoder:

Studiepopulasjon: Pasienter med enten Crohns sykdom eller ulcerøs kolitt som er planlagt for koloskopi som anses nødvendig av legen deres, vil være kvalifisert for studien. Etter å ha innhentet informert samtykke vil biopsier fra betent og normalt vev bli tatt og behandlet i et vevskulturmedium som beskrevet videre. Det vil være 6 biopsier fra hvert sted.

Metoder:

Eksplantater vil bli dyrket i grupper på tre med villusoverflaten opp på mikroporøse membraner (0,45-_m porestørrelse) inneholdt i Millicell-HA vevskulturinnsatser (Millipore). Innleggene vil bli plassert inne i 6-brønners plastvevskulturskåler (Costar 3506) sammen med 1,5 ml vevskulturmedium. Vevskulturmedium vil være Dulbeccos modifiserte Eagles medium supplert med 10 % varmeinaktivert føtalt kalveserum, penicillin (100 enheter/ml), streptomycin (100 μg/ml), leupeptin (50 μg/ml), PMSF (1 mM), soyabønner trypsinhemmer (50 μg/ml), og deksametason (200 μg/ml). Kulturer vil bli inkubert ved 37°C inkubator og gasset hver time med 95 % oksygen 5 % karbondioksid. Seks biopsier fra hvert sted vil bli innhentet. Tre biopsier vil fungere som en kontroll og tre vil bli dyrket med tilsetning av Cannabidiol (1 μg/ml). Etter 24 timer vil vevs levedyktighet bli vurdert ved tilsetning av Alamar til en av hver 3 prøver. Endring av farge fra lilla til rosa indikerer levedyktig vev. Supernatanten fra de andre 4 biopsiene vil bli samlet og frosset ved -20°C. Biopsiene vil deretter legges i formalin for patologisk inspeksjon.

Supernatanten fra kontrollerte og cannabisbehandlede prøver vil bli analysert for tilstedeværelse og nivå av TNF alfa, Interferon gamma, IL-23, IL-12, IL-2, IL-10, IL-17 og IL-6.