Σύνοψη

Η ανακάλυψη των κανναβινοειδών

Η κάνναβη είναι ένα από τα πρώτα φυτά που χρησιμοποιήθηκαν ως φάρμακο, για θρησκευτικές τελετές και για αναψυχή, οι πρώτες αναφορές τής χρήσης της για τους σκοπούς αυτούς μάς πάει πίσω 5000 χρόνια (ανασκόπηση στο Mechoulam, 1986 ). Ωστόσο, τα ευρήματα ότι η κάνναβη είναι η μοναδική πηγή ενός συνόλου τουλάχιστον 66 ενώσεων που είναι τώρα γνωστές ως κανναβινοειδή ( Εικόνα 1 και ElSohly, 2002 ) και ότι οι ψυχοτρόποι επιδράσεις της κάνναβης παράγονται κυρίως από την (−)-trans-Δ⁹-τετραϋδροκανναβινόλη ( Δ9-THC, Εικόνα 1 ) είναι πολύ πιο πρόσφατες.

Η κανναβινόλη (CBN, εικόνα 1 ), μεγάλο μέρος της οποίας πιστεύεται ότι σχηματίζεται από την THC κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης της συγκομιδής κάνναβης, ήταν το πρώτο από τα φυτικά κανναβινοειδή (φυτοκανναβινοειδή) που απομονώθηκαν, από ένα κόκκινο εκχύλισμα κάνναβης, στο τέλος του 19ου αιώνα. Η δομή της διασαφηνίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1930 από τον R.S. Cahn και η χημική της σύνθεση επιτεύχθηκε για πρώτη φορά το 1940 στα εργαστήρια του R. Adams στις ΗΠΑ και του Λόρδου Todd στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Ένα δεύτερο φυτοκανναβινοειδές, η (−)-κανναβιδιόλη (CBD, Εικόνα 1), απομονώθηκε από την κάνναβη την ίδια χρονιά από τον Adams και τους συναδέλφους του, πιθανώς σε συνδυασμό με το κανναβιδιολικό οξύ, ενώ οι THC‘s εξήχθησαν για πρώτη φορά από την κάνναβη το 1942 από τους Wollner, Matchett, Levine και Loewe, πιθανότατα ως μείγμα των (−)-Δ⁸– και (−)-Δ⁹-THC ( Εικόνα 1 ). Τόσο η THC όσο και η CBD είναι παρούσες στην κάνναβη κυρίως ως οξέα που αποκαρβοξυλιώνονται όταν θερμαίνεται η κάνναβη. Οι δομές και η στερεοχημεία της CBD και της Δ9-THC, κάθε μία από τις οποίες εμφανίζεται φυσικά ως (−)-εναντιομερές της, διασαφηνίστηκαν στο εργαστήριο του Raphael Mechoulam: το 1963 για τη CBD και το 1964 για την Δ⁹-THC, όταν απομονώθηκαν για πρώτη φορά από την κάνναβη. Ήταν επίσης στο εργαστήριο του Mechoulam, το 1965, που για πρώτη φορά συντέθηκαν η (±)-Δ⁹-THC και (±)-CBD, εξελίξεις που ακολουθήθηκαν σύντομα από τη σύνθεση των (+)- και (-)-εναντιομερών, των δύο αυτών κανναβινοειδών και της Δ⁸-THC. Αυτές οι σημαντικές πρόοδοι και η ταυτοποίηση πολλών από τα άλλα κανναβινοειδή που υπάρχουν στην κάνναβη περιγράφονται λεπτομερέστερα αλλού ( Mechoulam, 1973 , Mechoulam & Hanus, 2000 ).

Πρόωρη έρευνα για τη φαρμακολογία των κανναβινοειδών

Τα φαρμακολογικά πειράματα με μεμονωμένα κανναβινοειδή εκτελέστηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1940 και του 1950 (ανασκόπηση στο Loewe, 1944 , Paton & Pertwee, 1973α ). Πολλά από αυτά διεξήχθησαν είτε με παρασκευάσματα THC, CBN ή CBD που εξήχθησαν από κάνναβη είτε με δύο πρόσφατα (για την εποχή) συντιθέμενα κανναβινοειδή, την Δ^6a,10a-THC ( Εικόνα 1 ) (ανασκόπηση στο Mechoulam, 1973 , Mechoulam & Hanus, 2000 ) και το ανάλογο εξυλ, το συνεξύλιο (πυραεξύλιο, παραεξύλιο, Εικόνα 1 ) ( Loewe, 1946 ), κανένα από τα οποία δεν υπάρχει στην κάνναβη.

Μεταξύ των πρώτων φαρμακολογικών παρατηρήσεων που έγιναν με μεμονωμένα κανναβινοειδή είναι εκείνες του Loewe (1946) , οι οποίες σημείωσαν ότι η THC και το συνεξύλιο, αλλά όχι η CBD, προκάλεσαν καταληψία σε ποντικούς, ότι η CBN προκάλεσε καταληψία σε ποντίκια,αλλά μόνο σε υψηλές δόσεις, ότι η THC και το συνεξύλιο είχαν μια κεντρική διεγερτική δράση, ιδιαίτερα σε κουνέλια και ποντίκια, και ότι η THC και το συνεξύλιο, αλλά όχι η CBN ή η CBD, προκάλεσαν μείωση των αντανακλαστικών στον κερατοειδή σε κουνέλια.

Αυτές ήταν, φυσικά, μερικές από τις πρώτες ενδείξεις ότι τα κανναβινοειδή παρουσιάζουν σημαντικές σχέσεις δομής-δραστηριότητας.

Δεδομένου ότι είναι πλέον γενικά αποδεκτό ότι η ικανότητα των κανναβινοειδών να παράγουν σημάδια καταληψίας στα τρωκτικά συσχετίζεται καλά με την ψυχοτρόπο δραστηριότητά τους (βλ. κατωτέρω), αυτά τα αποτελέσματα παρείχαν επίσης πρώϊμες ενδείξεις ότι η CBN έχει πολύ χαμηλότερη ισχύ από ό,τι η THC ως ψυχοτρόπος παράγοντας και ότι η CBD στερείται εντελώς ψυχοτρόπων δραστηριοτήτων. Ένα ακόμα πείραμα νωρίτερα, που πραγματοποιήθηκε από τους Haagen-Smit et al. (1940) , έδειξε ότι ένα καθαρό εκχύλισμα κάνναβης (“cannin”), το οποίο πρέπει να προσεγγίστηκε στενά με Δ⁹-THC, μοιράστηκε την ικανότητα ενός ακατέργαστου παρασκευάσματος κάνναβης να παράγει φαινομενικά άσκοπη συμπεριφορά με ξύσιμο και σημάδια κινητικού αποσυντονισμού και καταληψίας σε ένα σκυλί.

Ένα άλλο εύρημα εκείνη τη στιγμή ήταν ότι ο ύπνος που προκαλείται σε ποντίκια από ένα ανώνυμο βαρβιτουρικό μπορεί να παραταθεί από την CBD, αλλά όχι και με υψηλότερες δόσεις CBN ή THC, και οφείλεται επίσης στο Loewe (1944) . Αυτή η παρατήρηση οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η CBD είναι πολύ πιο δραστική από την Δ⁹-THC ως αναστολέας του ηπατικού μεταβολισμού της φαιναζόνης ( Paton & Pertwee, 1972 ) και ότι αυτή η αναστολή εξαρτάται από την ικανότητα της CBD ή ενός μεταβολίτη της CBD να αναστέλλει ορισμένα μικροσωματικά ένζυμα του κυτοχρώματος P450 (CYP) (ανασκόπηση στο Pertwee, 2004 ). Υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι η CBD μπορεί να επάγει τα ηπατικά CYP3A, CYP2B και CYP2C και ότι οι σχέσεις δομής-δραστικότητας των αναλόγων της CBD για αναστολή του CYP και επαγωγή του CYP δεν είναι οι ίδιες ( Pertwee, 2004 ). Αξίζει να σημειωθεί ότι η παλαιότερη βιβλιογραφία αναφέρεται στα Δ⁹-THC, Δ⁸-THC και Δ^6a,10a (επίσημο σύστημα αρίθμησης πυρανίου/φουρανίου) ως Δ¹-THC, Δ⁶-THC και Δ³-THC αντίστοιχα (μονοτερπενοειδές σύστημα αρίθμησης).

Ενώ η τυπική αρίθμηση πυρανίου (φουρανίου) χρησιμοποιείται τώρα πλέον για την THC, μόνο το μονοτερπενοειδές σύστημα αρίθμησης ισχύει για την CBD, έτσι ώστε τα άτομα άνθρακα των CBD και THC να είναι αριθμημένα διαφορετικά ( Σχήμα 1 ).

Στα μέσα της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970 η έρευνα για τη φαρμακολογία των κανναβινοειδών αυξήθηκε σημαντικά. Αυτό οφείλεται κυρίως στην ευρεία χρήση της κάνναβης ως ψυχαγωγικού φαρμάκου στο Ηνωμένο Βασίλειο και σε άλλες δυτικές χώρες και διευκολύνθηκε από τη δομική διαλεύκανση και σύνθεση της Δ⁹-THC εκείνη τη στιγμή. Αντίθετα, υπήρχε μικρότερο ενδιαφέρον για το θεραπευτικό δυναμικό των κανναβινοειδών, παρόλο που το βάμμα της κάνναβης εξακολουθούσε να είναι ένα φάρμακο με άδεια χρήσης στο Ηνωμένο Βασίλειο ( Πίνακας 1 ). Συνεπώς, τα πειράματα με κανναβινοειδή εστιάστηκαν κυρίως στις ψυχοδραστικές ιδιότητες της κάνναβης, ένας σημαντικός στόχος ήταν να δοκιμαστεί η υπόθεση ότι οι ψυχοτρόποι ιδιότητές της οφείλονταν σε μεγάλο βαθμό στην Δ⁹-THC (αναθεωρημένη στο Paton & Pertwee, 1973b ). Αυτό επιτεύχθηκε με τη σύγκριση των διαφόρων επιδράσεων της κάνναβης και της Δ⁹-THC, όχι μόνο σε πειράματα σε ζώα, αλλά και σε μελέτες σε ανθρώπους, οι οποίες, για παράδειγμα, εκμεταλλεύτηκαν την ικανότητα της κάνναβης να βελτιώνει τη διάθεση ή να προκαλεί δυσφορία, να προκαλεί ψυχοπαθολογικά συμπτώματα, όπως το άγχος, ο πανικός ή η παράνοια, να προκαλεί «αισθητό χρόνο» που περνάει πιο αργά από το «χρόνο του ρολογιού», να προκαλεί αλλαγές στην ακουστική και οπτική αντίληψη, να διαταράσσει τη μνήμη και να προκαλεί υπνηλία.

Τα αποτελέσματα που προέκυψαν έδειξαν ότι οι ψυχοτρόποι επιδράσεις της κάνναβης θα μπορούσαν πράγματι να αποδοθούν ουσιαστικά μόνο στην Δ⁹-THC.

Η φαρμακολογική έρευνα εκείνη την εποχή στόχευε επίσης στην αναζήτηση και το χαρακτηρισμό των επιδράσεων της κάνναβης ή των μεμονωμένων κανναβινοειδών σε συγκεκριμένα βιολογικά συστήματα, στη σύγκριση των επιδράσεων της κάνναβης με εκείνα άλλων ψυχαγωγικών φαρμάκων και στην εξερεύνηση της ευθύνης εξάρτησης από την κάνναβη και την Δ9-THC.

Αυτή η πρώϊμη έρευνα έδωσε μια πληρέστερη περιγραφή των φαρμακολογικών αποτελεσμάτων της κάνναβης και της Δ⁹-THC, αλλά εξήγησε ελάχιστα τους μηχανισμούς με τους οποίους δημιουργήθηκαν αυτά τα αποτελέσματα.

Στη δεκαετία του 1970, μια εποχή που το CYP σύστημα των ενζύμων μεταβολισμού φαρμάκων προσελκύει μεγάλη προσοχή, σημαντική προσπάθεια ήταν επίσης αφιερωμένη στον χαρακτηρισμό της φαρμακοκινητικής και μεταβολικής πορείας της Δ⁹-THC και άλλων φυτικών κανναβινοειδών σε διάφορα είδη συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου (ανασκόπηση στο Agurell et αϊ ., 1986 ). Σε μεγάλο βαθμό ως αποτέλεσμα της έρευνας που διεξήχθη εκείνη την εποχή, είναι γενικά αποδεκτό ότι για τον μεταβολισμό και την εξάλειψη της Δ⁹-THC, υπάρχει αρχική υδροξυλίωση από τα ηπατικά ένζυμα CYP στον κύριο μεταβολίτη της, την 11-υδροξυ-Δ⁹-THC, που διατηρεί μια φαρμακολογική δραστηριότητα που μοιάζει με της Δ⁹-THC και σε αρκετές άλλες υδροξυλιωμένες ενώσεις, μερικές από τις οποίες επίσης εμφανίζουν τέτοια δραστηριότητα. Οι μεταβολίτες της φάσης Ι της Δ⁹-THC μετατρέπονται στο ήπαρ σε γλυκουρονίδια και μετά τη χολική απέκκρισή τους στον εντερικό σωλήνα υποβάλλονται σε ενζυμική υδρόλυση και μετατρέπονται σε 11-υδροξυ-Δ⁹-THC και Δ⁹-THC-11-οϊκό οξύ.

Μια σημαντική προϋπόθεση για την αναζήτηση τρόπων δράσης οποιουδήποτε φαρμάκου είναι η διαθεσιμότητα ποσοτικών βιολογικών δοκιμών. Για τα κανναβινοειδή, δύο βιολογικές δοκιμασίες που αποδείχθηκαν επιτυχείς μέτρησαν «στατική αταξία» σε σκύλους και αλλαγές όπως η καταστολή, η πτώση και η υστέρηση του σώματος σε πιθήκους ( ανατρέξτε στο Howlett et al ., 2002 ). Αυτές οι βιοδοκιμές έδωσαν στοιχεία που υποστήριζαν την υπόθεση ότι η Δ⁹-THC είναι το κύριο ψυχοτρόπο συστατικό της κάνναβης. Η πιθανότητα χρησιμοποίησης αρουραίων ή ποντικών αντί των σκύλων ή των πιθήκων διερευνήθηκε επίσης και αυτή η προσέγγιση οδήγησε στην ανάπτυξη αρκετών νέων in vivo βιοδοκιμασιών. Αυτές περιλάμβαναν τέσσερις δοκιμασίες που αργότερα συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν αυτό που έγινε μετέπειτα γνωστό ως «τετράδα ποντικού» (βλ. παρακάτω). Σε μία από αυτές τις βιοδοκιμασίες, τη δοκιμή δακτυλίου, οι ποντικοί τοποθετούνται σε ένα ανυψωμένο οριζόντιο δακτύλιο και η αναλογία του χρόνου που παραμένουν ακίνητοι / καταληπτικοί (δείκτης ακινησίας) παρακολουθείται σε περίοδο 5 λεπτών ( Pertwee, 1972 ). Η κάνναβη και τα ψυχοδραστικά κανναβινοειδή, όπως η Δ⁹-THC, προκαλούν αύξηση του δείκτη ακινησίας με τρόπο ανάλογο με τη δόση. Αυτή η βιοδοκιμασία βασίστηκε σε μια παρατήρηση από τον Loewe (1946) ότι η THC που εξάγεται από τη ρητίνη κάνναβης προκάλεσε καταληπτική κατάσταση στον ποντικό που «εκδηλώνεται καλύτερα όταν το ζώο είναι τοποθετημένο μπρούμυτα σε μία διάταξη (χείλος ενός ποτηριού ή δύο παράλληλα σύρματα) υποστηρίζοντάς το μόνο στο μηρό και στη γνάθο». Τελικά, αναπτύχθηκαν επίσης in vitro δοκιμασίες για κανναβινοειδή και ήταν δύο από αυτές, ειδικότερα μια βιολογική δοκιμασία που μετρά τη δραστικότητα της αδενυλικής κυκλάσης και μια δοκιμασία δέσμευσης ραδιοσυνδέτη (radioligand), που παρείχε πειστικές αποδείξεις για την ύπαρξη του κανναβινοειδή υποδοχέα CB₁.

Η ανακάλυψη των κανναβινοειδών υποδοχέων

Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξη κανναβινοειδών υποδοχέων προήλθαν από την αναφορά ότι η φαρμακολογική δραστηριότητα των ψυχοτρόπων κανναβινοειδών επηρεάζεται σημαντικά από τη χημική δομή, δεύτερον, ότι τα κανναβινοειδή με χειρόμορφα κέντρα παρουσιάζουν στερεοεκλεκτικότητα και τρίτον ότι η ισχύς της Δ⁹-THC ταιριάζει με των αγωνιστών για τουλάχιστον μερικές καθιερωμένες κατηγορίες υποδοχέων (ανασκόπηση στο Howlett et al ., 2002 , Pertwee, 2005b ).

Όπως αναφέρθηκε λεπτομερώς σε άλλα σημεία ( Pertwee, 1988 ), αυτή η απόδειξη για την ύπαρξη κανναβινοειδών υποδοχέων εξασθένησε από τα ευρήματα ότι τα ψυχοδραστικά κανναβινοειδή μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες των τεχνητών μεμβρανών που περιέχουν μόνο χοληστερόλη και φωσφολιπίδιο, ότι υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ της ικανότητας ορισμένων κανναβινοειδών να δημιουργούν αυτές τις αλλαγές και της ψυχοδραστικής τους ισχύος, και ότι η (-) – Δ⁹-THC αλληλεπιδρά ισχυρότερα με τεχνητές μεμβράνες από ότι το μη-ψυχοτρόπο εναντιομερές της, την (+) – Δ⁹-THC.

Πράγματι, ήταν ευρήματα όπως αυτά που οδήγησαν τους Lawrence & Gill να προτείνουν το 1975 ότι «δεν είναι απαραίτητο να επικαλείται κανείς την ύπαρξη ενός συγκεκριμένου υποδοχέα κανναβινοειδών» και να προτείνουν ότι η ψυχοδραστικότητα των κανναβινοειδών προκύπτει από μια εξαρτώμενη από τη δομή ικανότητα διαταραχής της μεμβράνης λιπιδίων και ότι αυτή η ικανότητα βασίζεται στην «αμηχανία της προσαρμογής» σε ασύμμετρα συστατικά της μήτρας υδρογονανθράκων και όχι στην «καλή εφαρμογή» σε έναν συγκεκριμένο υποδοχέα (βλέπε Pertwee, 1988 ).

Στα μέσα της δεκαετίας του ’80, πραγματοποιήθηκαν δύο πρωτοποριακά ευρήματα στο εργαστήριο της Allyn Howlett στο πανεπιστήμιο του St Louis που παρείχαν τεκμηριωμένα στοιχεία ότι οι υποδοχείς κανναβινοειδών υπάρχουν πράγματι (ανασκόπηση στο Howlett, 2005 ). Το πρώτο από αυτά τα ευρήματα οφειλόταν σε μεγάλο βαθμό στις προόδους που πραγματοποιούνταν εκείνη την εποχή στην κατανόηση της σηματοδότησης των συζευγμένων με πρωτεΐνη G υποδοχέων και διευκολύνθηκε από την ανάπτυξη από την Pfizer πολλών νέων ισχυρών κανναβινοειδών. Αυτό το κρίσιμο εύρημα ήταν ότι τα ψυχοτρόπα κανναβινοειδή έχουν ένα κοινό, την ικανότητα να αναστέλλουν την αδενυλική κυκλάση δρώντας μέσω των πρωτεϊνών G_i/o .

Η δεύτερη σημαντική πρόοδος στο εργαστήριο της Allyn Howlett έγινε σε συνεργασία με τον Bill Devane το 1988 (ανασκόπηση στο Howlett, 2005 ). Αυτό κατέστη δυνατό πρώτον, με τη διαθεσιμότητα μίας τότε σχετικά νέας τεχνικής που επέτρεψε την ανίχνευση της παρουσίας των θέσεων αναγνώρισης των υποδοχέων χρησιμοποιώντας ένα ραδιοσημασμένο πρόσδεμα και, δεύτερον, με την επισήμανση του κανναβινοειδούς της Pfizer, CP55940, με το τρίτιο. Αυτός ο ραδιοσυνδέτης αποδείχθηκε πολύ πιο κατάλληλος από την [³H]-Δ⁹-THC ως ανιχνευτής υποδοχέων κανναβινοειδών: έχει πολύ υψηλότερη συγγένεια με αυτούς τους υποδοχείς οπότε υφίσταται λιγότερο μη ειδική δέσμευση σε συγκεντρώσεις που υποβάλλονται σε ειδική δέσμευση. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν με τον [³H]-CP55940 παρείχαν αποδείξεις για την παρουσία θέσεων πρόσδεσης υψηλής συγγένειας για αυτό το πρόσδεμα σε μεμβράνες εγκεφάλου αρουραίου. Εφόσον διαπιστώθηκε ότι η ικανότητα των μη επισημασμένων κανναβινοειδών να εκτοπίσουν τον [³H]-CP55940 από αυτές τις θέσεις και να διεγείρουν την αναστολή της αδενυλικής κυκλάσης μέσω G_i/o σχετίζεται με την ικανότητά τους να εκπέμπουν κανναβομιμητικές αποκρίσεις ίη νίνο σε ποντίκια, ήταν πλέον σχεδόν βέβαιο ότι τα κανναβινοειδή λειτουργούσαν σε έναν υποδοχέα και ότι αυτός ο υποδοχέας ήταν συζευγμένος με G-πρωτεΐνη. Η επιβεβαίωση ήρθε με την κλωνοποίηση του 1990 του υποδοχέα CB₁ αρουραίου στο εργαστήριο του Tom Bonner στο NIH και του ανθρώπινου υποδοχέα CB₁ από τον Gérard και τους συνεργάτες του στις Βρυξέλλες και, λιγότερο αναμενόμενο, με την κλωνοποίηση του 1993 ενός δευτέρου υποδοχέα κανναβινοειδών (CB₂) συζευγμένου με G-πρωτεΐνη στο εργαστήριο του Sean Munro στο Cambridge (ανασκόπηση στο Howlett et al ., 2002 ).

Από την ανακάλυψη των υποδοχέων CB₁ και CB₂ μέχρι τώρα έχουν γνωστοποιηθεί αρκετά για τον τρόπο με τον οποίο οι υποδοχείς αυτοί σηματοδοτούν και τους ρόλους τους ( ανατρέξτε στο Howlett et al ., 2002 , Howlett, 2005 , Pertwee, 2005b ). Έτσι, είναι γενικά αποδεκτό ότι οι υποδοχείς CB₁ και CB₂ συζευγνύονται αμφότεροι μέσω πρωτεϊνών G _i/o , αρνητικά προς την αδενυλική κυκλάση και θετικά προς την ενεργοποιημένη με μιτογόνο πρωτεϊνική κινάση. Επιπροσθέτως, οι υποδοχείς CB₁ συζεύγνυνται μέσω πρωτεϊνών G _i/o με  ορισμένα κανάλια ιόντων και μπορούν επίσης να δράσουν μέσω των πρωτεϊνών Gs, για παράδειγμα, για να ενεργοποιήσουν την αδενυλική κυκλάση.

Οι υποδοχείς CB₁ εντοπίζονται κυρίως, αλλά όχι αποκλειστικά, σε κεντρικές και περιφερικές νευρικές απολήξεις, όπου μεσολαβούν στην αναστολή της ενεργοποίησης του διαβιβαστή (ανασκόπηση στο Pertwee, 1997 , Howlett κ.ά. , 2002 ). Το μοντέλο κατανομής τους στο κεντρικό νευρικό σύστημα καταγράφει διάφορες χαρακτηριστικές επιδράσεις των αγωνιστών του υποδοχέα CB₁, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητάς τους να παράγουν υποκινησία και καταληψία και να επάγουν σημάδια αναλγησίας τόσο σε ζώα όσο και σε άνθρωπο (ανασκόπηση στο Howlett et αl ., 2002 Walker & Hohmann, 2005 ).

Οι υποδοχείς CB₂ εμφανίζονται κυρίως σε ανοσοκύτταρα, οι πιθανοί ρόλοι αυτών των υποδοχέων συμπεριλαμβάνουν τη διαμόρφωση της απελευθέρωσης κυτοκίνης και τη μετανάστευση των ανοσοκυττάρων. Αν και συχνά θεωρούνται ως περιφερικοί υποδοχείς, οι υποδοχείς CB₂ έχουν ανιχνευθεί στο κεντρικό νευρικό σύστημα, για παράδειγμα, στα μικρογλοιακά κύτταρα (ανασκόπηση στο Howlett et al ., 2002 , Pertwee, 2005b ).

Η ανακάλυψη των υποδοχέων κανναβινοειδών προκάλεσε την ανάπτυξη ενός αριθμού in vitro βιοδοκιμών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της ενεργοποίησης ή του αποκλεισμού αυτών των υποδοχέων (ανασκόπηση στο Pertwee, 1997 , 2005b , Howlett κ.ά. , 2002 ). Αυτές οι βιοδοκιμές μπορούν να πραγματοποιηθούν με καλλιεργημένα κύτταρα που έχουν επιμολυνθεί με υποδοχείς CB₁ ή CB₂ ή με κύτταρα ή ιστούς που εκφράζουν φυσικά τους υποδοχείς CB₁ και/ή CB₂. Ορισμένες από τις πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενες από αυτές τις βιοαναλύσεις εκμεταλλεύονται αυτό που είναι επί του παρόντος γνωστό ως σηματοδότηση υποδοχέα κανναβινοειδών, για παράδειγμα, παρακολουθώντας την ικανότητα των αγωνιστών υποδοχέα κανναβινοειδών να διεγείρουν τη σύνδεση [³⁵S]-GTP-γS σε πρωτεΐνες G, να μεταβάλλουν τη δραστικότητα των ενδοκυτταρικών ενζύμων συζευγμένων με πρωτεΐνη G όπως είναι η αδενυλική κυκλάση ή ενεργοποιημένη με μιτογόνο πρωτεϊνική κινάση ή να τροποποιούν τα ενδοκυτταρικά επίπεδα του ασβεστίου. Άλλες, που εκτελούνται με απομονωμένα παρασκευάσματα νεύρων-λείων μυών, όπως ο σπερματικός πόρος του ποντικού και το παρασκεύασμα διαμήκους μυϊκού πλέγματος (MPLM) του λεπτού εντέρου ινδικού χοιριδίου, εκμεταλλεύονται την ικανότητα των νευρωνικών υποδοχέων CB1 να μεσολαβούν σε μια σχετιζόμενη με τη συγκέντρωση αναστολή της ηλεκτρικά προκαλούμενης απελευθέρωσης συστολικών πομπών, όπου η μετρούμενη απόκριση είναι η μείωση των συστολών των λείων μυών που προκύπτει από αυτή την αναστολή της απελευθέρωσης του πομπού. Το παρασκεύασμα MPLM των ινδικών χοιριδίων χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως βιοδοκιμή για κανναβινοειδή από τον Bill Paton στα τέλη της δεκαετίας του 1960 ( Gill et al ., 1970 ). Ωστόσο, ο απομονωμένος σπερματικός πόρος ποντικού δε χρησιμοποιήθηκε για το σκοπό αυτό μέχρι τη δεκαετία του 1990, αρχικά στις ΗΠΑ και εδώ στο Aberdeen (ανασκόπηση στο Pertwee, 1997 ), όπου η ανακάλυψη ότι αυτός ο ιστός παρέχει μια ευαίσθητη και ποσοτική βιοανάλυση για τους συνδέτες υποδοχέα CB1 προέκυψε από μια συνεργασία με τον Alistair Corbett ο οποίος την χρησιμοποίησε ως στάνταρ βιολογική δοκιμασία για συνθετικά και ενδογενή οπιοειδή στο εργαστήριο του Hans Kosterlitz.

Μία προφανής ανάγκη εκείνη τη στιγμή ήταν για στρατηγικές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να διαπιστωθεί εάν ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα ενός κανναβινοειδούς ήταν ή όχι μεσολαβούμενο από υποδοχέα κανναβινοειδών. Αυτή η ανάγκη τελικά ικανοποιήθηκε, πρώτον με την ανάπτυξη επιλεκτικών ανταγωνιστών υποδοχέων CB₁ και CB₂ (βλέπε παρακάτω) και αργότερα με την αναπαραγωγή ποντικών με έλλειψη διαγονιδιακών (μεταλλαγμένων) υποδοχέων, CB₁^−/−, CB₂^−/− και CB₁^−/−/CB₂^−/−. Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του 1990, όταν δεν υπήρχαν ούτε επιλεκτικοί ανταγωνιστές ούτε διαγονιδιακοί ποντικοί, επινοήθηκαν άλλες στρατηγικές ( ανατρέξτε στο Howlett et al ., 2002 , Pertwee, 2005b ). Για την in vivo βιοδοκιμασία κανναβινοειδών, μία από αυτές ήταν να εκμεταλλευτεί την εμφανή ικανότητα των ζώων να διακρίνουν μεταξύ των υποκειμενικών επιδράσεων των ψυχοτρόπων κανναβινοειδών και εκείνων των μη-κανναβινοειδών ή των κανναβινοειδών που στερούνται ψυχοτρόπου δραστηριότητας. Μια άλλη στρατηγική in vivo , που σχεδιάστηκε στο εργαστήριο του Billy Martin στο Virginia Commonwealth University, ήταν η σύγκριση της ικανότητας μιας ελεγχόμενης ένωσης να παράγει τέσσερα αποτελέσματα σε μια ομάδα ποντικών: υποκινησία, υποθερμία, καταληψία στη δοκιμή δακτυλίου (βλέπε παραπάνω) και τη δοκιμή του τινάγματος της ουράς ή της θερμής πλάκας. Ένα ή το άλλο από αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να παραχθεί από ένα ευρύ φάσμα μη-κανναβινοειδών. Εν τούτοις, σε αντίθεση με τους καθιερωμένους αγωνιστές υποδοχέων CB₁, πολλά (αν και όχι όλα) μη-κανναβινοειδή έχουν έλλειψη δραστηριότητας σε τουλάχιστον μία από τις τέσσερις δοκιμασίες που αποτελούν μέρος αυτής της «τετράδας βιοδοκιμασίας ποντικού». Συνεπώς, μπορεί να επιτευχθεί τουλάχιστον κάποιος βαθμός επιλεκτικότητας με την υποβολή των ζώων και στις τέσσερις δοκιμές. Μία από τις πρώτες in vitro στρατηγικές που χρησιμοποιήθηκαν για τη διάκριση αγωνιστών υποδοχέα κανναβινοειδών από άλλους προσδέτες ήταν η διεξαγωγή βιολογικών δοκιμών είτε με κύτταρα που είχαν διαμολυνθεί με υποδοχείς CB1 ή CB2 είτε με μεμβράνες που ελήφθησαν από αυτά τα κύτταρα. Μία άλλη πρώϊμη στρατηγική εφαρμόστηκε στον απομονωμένο σπερματικό πόρο ποντικού και εκμεταλλεύτηκε την ικανότητα της Δ⁹-THC να μειώσει την ευαισθησία αυτού του ιστού σε αγωνιστές υποδοχέα κανναβινοειδών με επιλεκτικό τρόπο όταν χορηγήθηκε σε ποντικούς ίη νίνο (ανασκόπηση στο Pertwee, 1997 ) . Για την επικύρωση μιας συγκεκριμένης βιοδοκιμασίας αποδείχθηκε επίσης χρήσιμο να διαπιστωθεί αν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των δυνατοτήτων που εμφανίζονται από ένα σύνολο κανναβινοειδών ή από ένα ζεύγος εναντιομερικών κανναβινοειδών για την μετατόπιση ενός ραδιοσυνδέτη από θέσεις δέσμευσης CB₁ και τις φαρμακολογικές δυνάμεις που εμφανίζονται από τις ίδιες ενώσεις στην υποβληθείσα σε έρευνα βιοανάλυση.

Η ανακάλυψη των ενδογενών κανναβινοειδών

Μόλις ανακαλύφθηκαν οι υποδοχείς κανναβινοειδών, έγινε σημαντικό να καθοριστεί εάν οι ιστοί των θηλαστικών παράγουν επίσης έναν αγωνιστή κανναβινοειδούς υποδοχέα ή αν αυτοί οι υποδοχείς είναι στόχοι μόνο για τα φυτικά κανναβινοειδή και τα συνθετικά ξαδέλφια τους. Η αναζήτηση τού ενδογενούς κανναβινοειδούς είχε αρχίσει. Ένας πιθανός υποψήφιος απομονώθηκε από τον εγκέφαλο του χοίρου από τον Bill Devane, ο οποίος τώρα εργαζόταν στην Ιερουσαλήμ με τον Raphael Mechoulam ( Devane et al ., 1992 ). Αυτό ήταν ένα λιπόφιλο μόριο που εύκολα μετέβαλε το ισχυρό πρόσδεμα υποδοχέα κανναβινοειδούς [³H]-HU243, από μεμβράνες εγκεφάλου αρουραίου με τιμή K_i 52 nM. Για να διαπιστωθεί αν αυτός ο ενδογενής συνδέτης θα ενεργοποιούσε τους υποδοχείς CB₁ , εστάλησαν μερικά μικρογραμμάρια στο Aberdeen όπου βρέθηκε ότι αυτό το υλικό δοκιμής μοιράστηκε πράγματι την ικανότητα των αγωνιστών υποδοχέα CB₁ να αναστέλλουν τις ηλεκτρικά προκληθείσες συστολές των απομονωμένων σπερματικών πόρων Devane et αl ., 1992 ). Επιπλέον, παρήγαγε αυτό το ανασταλτικό αποτέλεσμα με έναν τρόπο που δεν ήταν ευαίσθητος σε ναλοξόνη και με μία τιμή EC₅₀ που προσεγγίζει την τιμή του CB₁ K_i, ένα εύρημα που ευθυγραμμίζεται με την μετέπειτα ταξινόμησή του ως μερικού αγωνιστή του υποδοχέα CB1 (ανασκόπηση στο Howlett et al ., 2002 ). Το υλικό στη συνέχεια συντέθηκε, ταυτοποιήθηκε ως αραχιδονυλο αιθανολαμίδιο ( Σχήμα 2 ), και ονομάστηκε ανανδαμίδιο από την «ανάντα», τη σανσκριτική λέξη για «ευδαιμονία». Τα αποδεικτικά στοιχεία ότι η ανανδαμίδη δρα μέσω υποδοχέων CB ₁ στούς σπερματικούς πόρους αποκτήθηκαν αρχικά αποδεικνύοντας ότι οι ιστοί που έγιναν ανεκτικοί σε καθιερωμένους αγωνιστές υποδοχέα CB₁ , αλλά όχι σε μη-κανναβινοειδείς αναστολείς ηλεκτρικά προκαλούμενων συστολών όπως οι αγωνιστές κλονιδίνης ή οπιοειδών υποδοχέων (ανασκόπηση στο Pertwee, 1997 ), παρουσιάζουν επίσης ανοχή στο ανανδαμίδιο ( Pertwee et αϊ ., 1993 ). Εν συνεχεία επιβεβαιώθηκε ότι το ανανδαμίδιο είναι δραστικό σε άλλες καθιερωμένες βιοδοκιμές για τους αγωνιστές των υποδοχέων κανναβινοειδών (που ανασκοπείται στο Pertwee, 1997 , 1999 ) και, μόλις ο πρώτος ανταγωνιστής επιλογής CB1, SR141716Α, είχε αναπτυχθεί (βλέπε παρακάτω), ότι το αναναμίδιο είναι ευαίσθητο σε ανταγωνισμό από αυτόν τον συνδέτη ( Rinaldi-Carmona et αϊ ., 1994 ). Ήταν τυχαίο ότι τα πρώτα απομονωμένα πειράματα ιστού με τις ελάχιστες ποσότητες αναναμιδίου που είχαν εξαχθεί από εγκέφαλο χοίρου δε διεξήχθησαν με το παρασκεύασμα MPLM από ινδικό χοιριδίο και έπειτα χρησιμοποιήθηκαν επίσης στο Aberdeen για τη βιολογική δοκιμή κανναβινοειδών, καθώς αργότερα έγινε προφανές ότι το ανανδαμίδιο μεταβολίζεται ταχέως από αυτό το παρασκεύασμα ινδικού χοιριδίου αλλά όχι από το σπερματικό πόρο ( Pertwee et αl., 1995 ).

Εικόνα 2. Οι δομές δύο ενδοκανναβινοειδών, του ανανδαμιδίου και της 2-αραχιδονυλο γλυκερόλης.

 

Η ανακάλυψη του ανανδαμιδίου ακολουθήθηκε από αναφορές ότι οι ιστοί των θηλαστικών περιέχουν ένα πλήθος άλλων παραγώγων λιπαρών οξέων που συμπεριφέρονται ως ενδογενή κανναβινοειδή (ανατρέξτε στο Di Marzo et al ., 2005 , Pertwee, 2005c ). Εκτός από το ανανδαμίδιο, η πιο διερευνηθείσα από αυτές είναι η 2-αραχιδονυλο γλυκερόλη ( Εικόνα 2 ). Υπάρχουν ενδείξεις ότι και τα δύο αυτά ενδογενή κανναβινοειδή συντίθενται κατ’απαίτηση και δεν αποθηκεύονται και ότι μετά την απελευθέρωσή τους, απομακρύνονται από τις θέσεις δράσης τους μέσω διαδικασιών κυτταρικής πρόσληψης που για το ανανδαμίδιο πιθανόν περιλαμβάνουν έναν συνδυασμό απλής διάχυσης και διευκολυνόμενης μεταφοράς, μέσω ενδιάμεσου-φορέα (ανασκόπηση στο Hillard & Jarrahian, 2003 ). Εν συνεχεία μεταβολίζονται ενδοκυτταρικά, το ανανδαμίδιο με την υδρολάση αμιδίου λιπαρού οξέως  και η 2-αραχιδονυλογλυκερόλη κυρίως με τη μονοακυλογλυκερόλη λιπάση (ανασκόπηση στο Di Marzo et al ., 2005 ). Τα περισσότερα από τα ενδογενή κανναβινοειδή που μέχρι τώρα έχουν εντοπιστεί είναι αγωνιστές υποδοχέα κανναβινοειδών υψηλής ή χαμηλής αποτελεσματικότητας. Ωστόσο, ένας από αυτούς, η βιδρομίνη (virodhamine), έχει βρεθεί σε μερικά πειράματα να συμπεριφέρεται ως ανταγωνιστής / αντίστροφος αγωνιστής του υποδοχέα CB₁ (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005c).

Η ανάπτυξη και ο φαρμακολογικός χαρακτηρισμός των προσδεμάτων κανναβινοειδούς υποδοχέα

Την εποχή της ανακάλυψης του κανναβινοειδούς υποδοχέα CB₁, υπήρχαν μόνο δύο κύριες χημικές κατηγορίες ψυχοτρόπων κανναβινοειδών, τα «κλασσικά κανναβινοειδή» που αποτελούνται από τρικυκλικά διβενζοφουράνια, όπως η Δ⁹-THC και το πολύ ισχυρότερο συνθετικό ανάλογο (-) -11-υδροξυ-Δ8-ΤΗC-διμεθυλοεπτύλιο (HU-210), και τα «μη κλασσικά» κανναβινοειδή από τα οποία τα δικυκλικά CP55940 και τα τρικυκλικά CP55244 είναι σημαντικά. Ακολούθως εμφανίστηκαν άλλες χημικές κατηγορίες ψυχοτρόπων κανναβινοειδών, για παράδειγμα, η αμινοαλκυλινδόλη (aminoalkylindole) R-(+)-WIN55212, τα ενδογενή εικοσανοειδή, όπως το ανανδαμίδιο και η 2-αραχιδονυλο γλυκερόλη (βλέπε παραπάνω) και, πιο πρόσφατα, η ένωση της Bayer, BAY 38 -7271 (ανασκόπηση στο Howlett et al., 2002 , Pertwee, 2005b ). Όλες αυτές οι ενώσεις αποδείχθηκαν ότι είναι αγωνιστές τόσο για τους υποδοχείς CB1 όσο και για τους υποδοχείς CB2 που δεσμεύονται περισσότερο ή λιγότερο εξίσου καλά σε κάθε τύπο υποδοχέα, αλλά που ποικίλλουν στις συγγένειες CB₁ και CB₂ και τις σχετικές ενδογενείς δραστηριότητες. Αγωνιστές που ενεργοποιούν τους υποδοχείς CB₁ ή τους υποδοχείς CB2 έχουν επίσης αναπτυχθεί επιλεκτικά.

Μία άλλη σημαντική πρόοδος που προκάλεσε η ανακάλυψη κανναβινοειδών υποδοχέων ήταν η ανάπτυξη εκλεκτικών ανταγωνιστών υποδοχέων κανναβινοειδών (ανασκόπηση στο Howlett et al. , 2002 , Pertwee, 2005b ). Μεταξύ αυτών ήταν ο CB₁-εκλεκτικός προσδέτης SR141716A, η ανάπτυξη του οποίου ανακοινώθηκε το 1994 από τους Rinaldi-Carmona και συνεργάτες και του CB₂-εκλεκτικού προσδέτη SR144528, ο οποίος έκανε την πρώτη εμφάνισή του το 1998. Άλλοι αξιόλογοι ανταγωνιστές που θα αναπτυχθούν κατά τη δεκαετία του 1990 ήταν ο CB1-εκλεκτικός LY320135 και τρεις ενώσεις που σχεδιάστηκαν και συντέθηκαν από τον Αλέξανδρο Μακρυγιάννη: ο CB1-εκλεκτικός AM251 και AM281, που είναι και τα δύο ανάλογα του SR141716A, και ο CB2-εκλεκτικός αμινοαλκυλινδόλιο (aminoalkylindole) AM630. Πιο πρόσφατα, διαπιστώθηκε ότι η κάνναβη μπορεί να παράγει τον δικό της ανταγωνιστή υποδοχέα κανναβινοειδούς, Δ⁹-τετραϋδροκανναβιβαρίνη ( Εικόνα 1 ) ( Thomas et al ., 2005 ), η παρουσία της οποίας στην κάνναβη ανιχνεύθηκε αρχικά από τον Edward Gill ( Gill et al ., 1970 ). Η διαθεσιμότητα των εκλεκτικών ανταγωνιστών υποδοχέων CB₁ και CB₂ (και αγωνιστών) έχει διευκολύνει σε μεγάλο βαθμό την έρευνα στην φαρμακολογία των κανναβινοειδών.

Σύντομα κατέστη σαφές ότι, όταν χορηγούνται από μόνα τους, η «πρώτη γενεά» ανταγωνιστών υποδοχέων κανναβινοειδών ήταν ικανή να παράγει αποτελέσματα αντίθετα προς την κατεύθυνση από εκείνα που παράγονται από τους αγωνιστές υποδοχέων CB1 ή CB2. Τέτοια «αντίστροφα κανναβομιμητικά αποτελέσματα» μπορεί να προκύψουν από τον ανταγωνισμό ενδογενώς απελευθερούμενων κανναβινοειδών. Εντούτοις, εμφανίζονται μερικές αντίθετες δράσεις κανναβομιμητικής απουσίας εν απουσία οποιασδήποτε ενδογενούς απελευθέρωσης κανναβινοειδών, πράγμα που ωθεί στην υπόθεση ότι οι υποδοχείς κανναβινοειδών μπορούν να υφίστανται σε μια σταθερά δραστική κατάσταση στην οποία υφίστανται κάποιο βαθμό σύζευξης με τους ενεργητικούς τους μηχανισμούς, ακόμα και με την απουσία ενός αγωνιστή και ότι αντίστροφα αποτελέσματα σε αυτούς τους υποδοχείς μπορούν να προκληθούν από μία διαδικασία «αντίστροφου αγωνισμού» στην οποία οι υποδοχείς αυτοί μετατοπίζονται από μία προτεινόμενη ιδιοσυστατικά ενεργή κατάσταση «εντός λειτουργίας» σε μία ή περισσότερες μη δραστικές καταστάσεις «εκτός λειτουργίας» (ανασκόπηση στο Pertwee , 2005α ).

Μία πρόσφατη πρόοδος που είναι σύμφωνη με αυτή την υπόθεση ήταν η ανάπτυξη ανταγωνιστών υποδοχέα CB₁ με «ουδέτερο» ανταγωνισμό.

Αυτοί οι ανταγωνιστές φαίνεται να στερούνται της φαινομενικής ικανότητας προσδέτων, όπως ο SR141716A, να μειώνουν τον βαθμό οποιασδήποτε συστατικής δραστικότητας που επιδεικνύεται από τους υποδοχείς CB1 (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005α ).

Μία κοινή ιδιότητα όλων των αγωνιστών και ανταγωνιστών υποδοχέα κανναβινοειδών που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος ως πειραματικά εργαλεία είναι της υψηλής λιποφιλίας και χαμηλής ή αμελητέας υδατοδιαλυτότητας. Αυτό απαιτεί τη χρήση ενός οχήματος όπως τα διμεθυλοσουλφοξείδιο, Tween-80 ή αιθανόλη, τα οποία μπορεί να προκαλέσουν φαρμακολογικές αλλαγές ή να επηρεάσουν την ελεύθερη συγκέντρωση ενός κανναβινοειδούς στην θέση δράσης του. Αυτή η πρακτική δυσκολία οδήγησε σε διερεύνηση της δυνατότητας ανάπτυξης ενός αδιάλυτου στο νερό αγωνιστή κανναβινοειδούς υποδοχέα, οδηγώντας στη σύνθεση του Ο-1057 από τον Raj Razdan, ένα κλασικό κανναβινοειδές που είναι εύκολα διαλυτό στο νερό και παρόλα αυτά σχεδόν το ίδιο ισχυρό με το CP55940 ως αγωνιστής των υποδοχέων CB₁ και CB₂ ( Pertwee et αl ., 2000 ).

Τώρα είναι γενικά αποδεκτό ότι, αντίθετα με τη 2-αραχιδονυλογλυκερόλη και τα εδραιωμένα μη-εικοσανοειδή κανναβινοειδή, το ανανδαμίδιο μπορεί να ενεργοποιήσει όχι μόνο τους CB₁ και CB₂ υποδοχείς αλλά και τους βανιλλοειδείς  υποδοχείς TRPV1 (ανασκόπηση στο Ross, 2003 ). Επιπλέον, πρόσφατα προέκυψε η απόδειξη ότι ο ορφανός υποδοχέας GPR55 που είναι συζευγμένος με την G-πρωτεΐνη είναι ένας υποδοχέας κανναβινοειδών (βλέπε π.χ. Brown & Wise, 2003 ) και υπάρχουν επίσης στοιχεία για αρκετούς άλλους φαρμακολογικούς στόχους για τα κανναβινοειδή (ανασκόπηση στο Pertwee , 2005b ). Καθώς οι αγωνιστές των υποδοχέων κανναβινοειδών δεν αλληλεπιδρούν με τον καθένα από αυτούς τους προτεινόμενους επιπρόσθετους στόχους στον ίδιο βαθμό, προκύπτει ότι είναι πιθανό να διαθέτουν διαφορετικά φαρμακολογικά προφίλ παρά την κοινή τους ικανότητα να ενεργοποιούν τους υποδοχείς CB1 και/ή CB2. Αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ενός αγωνιστή υποδοχέα κανναβινοειδών για χρήση ως φαρμακολογικό εργαλείο ή πιθανό φάρμακο. Επίσης, εξακολουθεί να υπάρχει η πιθανότητα ότι τα κανναβινοειδή παράγουν μερικά από τα αποτελέσματά τους προκαλώντας εξαρτώμενες από τη δομή διαταραχές λιπιδίων μεμβράνης όπως προτείνουν οι Edward Gill και David Lawrence (βλ. παραπάνω). Ένα άλλο πρόσφατο εύρημα είναι ότι ο υποδοχέας CB ₁ έχει μια αλλοστερική θέση ( Price et al ., 2005 ), ανοίγοντας τη δυνατότητα ανάπτυξης μη-κανναβινοειδών που τροποποιούν τις αποκρίσεις σε ενδογενώς απελευθερωμένα κανναβινοειδή μέσω αλλοστερικής διαμόρφωσης του υποδοχέα.

Ανοχή και εξάρτηση

Τα αποτελέσματα από πειράματα που διεξήχθησαν κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970 έδειξαν ότι ανοχή μπορεί να αναπτυχθεί σε πολλές από τις δράσεις της κάνναβης και της Δ⁹-THC, ότι αυτή προκαλείται πιο εύκολα και γρήγορα σε ορισμένα αποτελέσματα από ό,τι σε άλλα και ότι είναι ουσιαστικά φαρμακοδυναμική από τη φύση της και δεν εξαρτάται σε σημαντικό βαθμό από τις αλλαγές στη διάταξη ή το μεταβολισμό των κανναβινοειδών (ανασκόπηση στο Pertwee, 1991 , Sim-Selley, 2003 , Tanda & Goldberg, 2003 ). Όταν αναπτύχθηκαν ψυχοδραστικά κανναβινοειδή, εκτός της Δ⁹-THC, κατέστη σαφές ότι και αυτά μπορούν να προκαλέσουν ανοχή. Ωστόσο, η πληρέστερη αποσαφήνιση των μηχανισμών που αποτελούν τη βάση αυτής της ανοχής έπρεπε να περιμένει την ανακάλυψη των κανναβινοειδών υποδοχέων. Τότε κατέστη δυνατό να διαπιστωθεί, τουλάχιστον για τις επιδράσεις που μεσολαβούν οι υποδοχείς κανναβινοειδών CB₁ , ότι η εσωτερίκευση αυτών των υποδοχέων, με ή χωρίς την επακόλουθη αποδόμησή τους, μειώνει τη σύνθεση πρωτεΐνης στον  υποδοχέα CB₁ και ότι μαζί με τη μείωση της αποτελεσματικότητας της σηματοδότησης του υποδοχέα CB₁ (απευαισθητοποίηση ) μπορούν όλα να συμβάλλουν στην ανάπτυξη ανοχής στους αγωνιστές για αυτούς τους υποδοχείς. Είναι ενδιαφέρον ότι ο βαθμός στον οποίο οποιοσδήποτε από αυτούς τους μηχανισμούς εμπλέκεται στην παραγωγή αυτής της ανοχής φαίνεται να εξαρτάται από την περιοχή του εγκεφάλου και επίσης να επηρεάζεται από την αποτελεσματικότητα του αγωνιστή. Δεν υπάρχουν πολλά γνωστά σήμερα σχετικά με την ανοχή στις επιδράσεις που προκαλούνται από τους υποδοχείς κανναβινοειδών CB2.

Είναι επίσης γνωστό από παλαιότερα ότι η επαναλαμβανόμενη χορήγηση κάνναβης ή Δ⁹-THC μπορεί να προκαλέσει σύνδρομο “φυσικής” αποχής, όταν οποιαδήποτε από αυτές αποσύρεται απότομα από ανθρώπους ή ζώα (ανασκόπηση στο Pertwee, 1991 ). Το σύνδρομο αυτό δεν είναι ιδιαίτερα έντονο, πιθανώς επειδή η Δ⁹-THC είναι ιδιαίτερα λιπόφιλη και έτσι εξαφανίζεται μόνο πολύ αργά από τις θέσεις δράσης της. Ωστόσο, μετά την ανάπτυξη του SR141716A, κατέστη δυνατό να δείξουμε ότι τα ζώα που έχουν υποστεί επανειλημμένα προκαταρκτική αγωγή με έναν αγωνιστή υποδοχέα κανναβινοειδών και στη συνέχεια προκληθούν με αυτόν τον ανταγωνιστή υποδοχέα CB₁, μπορούν να παρουσιάσουν ένα αρκετά έντονο σύνδρομο αποχής (ανασκόπηση στο Tanda & Goldberg, 2003 ). Όσον αφορά τις υπόλοιπες ενδείξεις ότι οι αγωνιστές του υποδοχέα CB1 όπως η Δ⁹-THC ή ο R-(+)-WIN55212 έχουν αποτελέσματα ανταμοιβής, είναι πολύ πρόσφατες και αυτό έχει αποδειχθεί με σαφήνεια σε πειράματα χορήγησης σε ζώα (ανασκόπηση στο Tanda & Goldberg, 2003). Άλλες ενδείξεις ότι οι αγωνιστές υποδοχέα CB ₁ έχουν κάποιο αποτέλεσμα ανταμοιβής έχουν προέλθει από πειράματα σε ζώα στα οποία η Δ⁹-THC αποδείχθηκε ότι ελαττώνει το όριο ανταμοιβής ορισμένων στελεχών αρουραίου στην ενδοκρανιακή αυτο-διέγερση ή όπου χρησιμοποιήθηκε η διαδικασία προτιμώμενης προτίμησης θέσης. Είναι πιθανό ότι η Δ⁹-THC μπορεί να παράγει τόσο ικανοποιητικά όσο και αποκρουστικά αποτελέσματα στα ζώα, καθώς έχει αναφερθεί ότι προκαλεί και τα δύο αποτελέσματα σε κάποιες πειραματικές δοκιμές σε αρουραίους ή ποντίκια (ανασκόπηση στο Tanda & Goldberg, 2003).

Το ενδοκανναβινοειδές σύστημα στην υγεία και τις ασθένειες

Τα ενδογενή κανναβινοειδή αναφέρονται γενικά ως «ενδοκανναβινοειδή» και, μαζί με τους υποδοχείς κανναβινοειδών, αποτελούν το «ενδοκανναβινοειδές σύστημα». Η ανακάλυψη αυτού του συστήματος είχε σημαντικό αντίκτυπο στην έρευνα για τα κανναβινοειδή, η οποία επικεντρώνεται τώρα όχι μόνο στη φαρμακολογία των φυτοκανναβινοειδών και των συνθετικών τους αναλόγων αλλά και στη φαρμακολογία των ενδοκανναβινοειδών, στα φυσιολογικά και παθολογικά γεγονότα που προκαλούν την απελευθέρωσή τους και την επακόλουθη κυτταρική πρόσληψη και του μεταβολισμού, καθώς και στους ρόλους που διαδραματίζουν τα ενδοκανναβινοειδή και οι φαρμακολογικοί τους στόχοι τόσο στην υγεία όσο και στην ασθένεια. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν, για παράδειγμα, ήδη στοιχεία ότι ένα ή περισσότερα από τα ενδοκανναβινοειδή χρησιμεύουν ως ανάδρομοι αγγελιοφόροι σε κεντρικές συνάψεις (ανασκόπηση στο Vaughan & Christie, 2005 ).

Έχει αποδειχθεί επίσης ότι οι συγκεντρώσεις των ενδοκανναβινοειδών στον ιστό, η πυκνότητα των υποδοχέων κανναβινοειδών και/ή η ικανότητα σύζευξης του υποδοχέα κανναβινοειδών αυξάνονται σε μια σειρά διαταραχών (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005c ).

Σε ορισμένες από αυτές τις διαταραχές, για παράδειγμα, πολλαπλή σκλήρυνση, ορισμένους τύπους πόνου, καρκίνο, σχιζοφρένεια, μετατραυματικές διαταραχές στρες, κάποιες εντερικές και καρδιαγγειακές παθήσεις, διεγερσιμοτοξικότητα και τραυματική βλάβη της κεφαλής, αυτή η ρύθμιση του ενδοκανναβινοειδούς συστήματος μπορεί να προκαλέσει μείωση στη σοβαρότητα των συμπτωμάτων ή την επιβράδυνση της εξέλιξης της νόσου.

Εντούτοις, υπάρχουν άλλες διαταραχές, για παράδειγμα, μειωμένη γονιμότητα σε γυναίκες, παχυσαρκία, εγκεφαλική βλάβη σε εγκεφαλικό επεισόδιο, ενδοτοξαιμικό σοκ, κυστίτιδα, ειλεΐτιδα και παραλυτικό ειλεό, όπου τα ανεπιθύμητα αποτελέσματα φαίνεται ότι οφείλονται σε μια ρύθμιση προς τα πάνω του ενδοκανναβινοειδούς συστήματος, κάτι που μάς υποδεικνύει ότι αυτό το σύστημα έχει τη δική του παθολογία και πιθανώς επίσης ότι συχνά μεσολαβεί σε ανεπιθύμητα αποτελέσματα επειδή επηρεάζεται από παθολογικά γεγονότα που συμβαίνουν σε κάποιο άλλο σύστημα από το οποίο λαμβάνει ερεθίσματα. Αυτά τα στοιχεία έχουν οδηγήσει σε αναζήτηση των καλύτερων κλινικών στρατηγικών που θα μιμούνται ή θα αυξάνουν την αυτοπροστασία με τη μεσολάβηση της ενδοκανναβινοειδούς και, αφετέρου, θα αποτρέπουν την “αυτο-διαταραχή” (autoimpairment) που προκαλείται από τα ενδοκανναβινοειδή (βλ. παρακάτω).

Κλινικές στρατηγικές

Η έρευνα για το θεραπευτικό δυναμικό των μεμονωμένων κανναβινοειδών ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970, ειρωνικά σε μια εποχή που το βάμμα της κάνναβης μόλις είχε αποσυρθεί ως φάρμακο από το Ηνωμένο Βασίλειο, επειδή τότε θεωρήθηκε ότι δεν έχει πλεονεκτήματα έναντι των πιο πρόσφατα ανεπτυγμένων μη-κανναβινοειδών φαρμάκων και διότι μια μεγάλη ανησυχία των ρυθμιστικών αρχών εκείνη την εποχή ήταν η ευρεία χρήση της κάνναβης για αναψυχή. Σε απάντηση σε ένα συνεχώς αυξανόμενο αριθμό αναφορών ότι η κάνναβη και η Δ⁹-THC καταστέλλουν σημάδια του πόνου σε διάφορα πειραματικά μοντέλα, η Pfizer άρχισε να αναπτύσσει συνθετικά ανάλογα της THC ως πιθανά αναλγητικά. Αν και αυτό το ερευνητικό πρόγραμμα δεν ολοκληρώθηκε ποτέ, δημιουργήθηκε ένα σημαντικό σύνολο νέων αγωνιστών υποδοχέα κανναβινοειδών που διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην ανακάλυψη του υποδοχέα CB₁ (βλέπε παραπάνω). Υπήρξε επίσης ενδιαφέρον για τις διεγερτικές τής όρεξης και αντιεμετικές ιδιότητες της Δ⁹-THC και αυτά τα αποτελέσματα έρχονται να αξιοποιηθούν στην κλινική από τη δεκαετία του 1980, όταν η Δ⁹-THC (dronabinol, Marinol®) και το συνθετικό ανάλογο της, Nabilone (Cesamet ®) και οι δύο χορηγήθηκαν ως φάρμακα για την καταστολή της ναυτίας και του εμέτου που προκαλούνται από τη χημειοθεραπεία (και τα δύο φάρμακα) ή για την τόνωση της όρεξης σε ασθενείς με AIDS (dronabinol) (ανασκόπηση στο Robson, 2005 ).

Πιο πρόσφατα, η προσοχή εστιάστηκε και πάλι στη δυνατότητα χρήσης των κανναβινοειδών ως αναλγητικών. Πράγματι, στο Sativex®, ένα φάρμακο που βασίζεται στην κάνναβη και περιέχει τόσο Δ⁹-THC όσο και CBD (ανασκόπηση στο Robson, 2005), χορηγήθηκε πρόσφατα άδεια στον Καναδά ως συμπληρωματική θεραπεία για τη συμπτωματική ανακούφιση του νευροπαθητικού πόνου σε ενήλικες με πολλαπλή σκλήρυνση. Επίσης, η προσοχή στράφηκε και σε άλλες θεραπευτικές εφαρμογές για τους αγωνιστές υποδοχέων κανναβινοειδών που περιλαμβάνουν την ανακούφιση άλλων ειδών πόνου, τη διαχείριση των σπασμών και τη σπαστικότητα της σκλήρυνσης κατά πλάκας και τη θεραπεία εντερικών διαταραχών και ορισμένων τύπων καρκίνου. Επιπλέον, υπάρχει σήμερα σημαντικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών που θα μπορούσαν να βελτιώσουν το λόγο οφέλους/κινδύνου των αγωνιστών των κανναβινοειδών υποδοχέων (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005c ). Οι πιθανές στρατηγικές περιλαμβάνουν τη διαχείριση

• ενός CB₂ αγωνιστή υποδοχέα παρά ενός CB₁ για την ανακούφιση του πόνου.

• ενός αγωνιστή υποδοχέα CB₁ σε συνδυασμό με ένα οπιοειδές σε δόσεις που είναι αμοιβαία συνεργιστικές, και πάλι για ανακούφιση του πόνου.

• ενός CB₁ και/ή CB₂ αγωνιστή υποδοχέα που δεν διασχίζει εύκολα το φράγμα αίματος-εγκεφάλου και

• ενός CB₁ και/ή CB₂ αγωνιστή υποδοχέα με ενδοραχιαία ένεση ή με άμεση εφαρμογή σε κάποια άλλη τοποθεσία εκτός του εγκεφάλου, όπως το δέρμα.

Μπορεί επίσης να αποδειχθεί ότι είναι εφικτή η εκμετάλλευση της «αυτοπροστατευτικής» αυξανόμενης ρύθμισης του ενδοκανναβινοειδούς συστήματος που συμβαίνει σε ορισμένες διαταραχές (βλέπε παραπάνω). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την αγωγή ασθενών με έναν αναστολέα της ενδοκανναβινοειδούς κυτταρικής πρόσληψης ή μεταβολισμού, μέσω ενός αλλοστερικού ενισχυτή του υποδοχέα CB₁ ( Εικόνα 3 ) ή, για διαταραχές στις οποίες υπάρχει μια «προστατευτική» ρύθμιση προς τα πάνω του επιπέδου έκφρασης του υποδοχέα κανναβινοειδών και/ή αποτελεσματικότητα σύζευξης, χορηγώντας έναν αγωνιστή μερικού κανναβινοειδούς υποδοχέα όπως η Δ⁹-THC και όχι έναν πλήρη αγωνιστή (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005c ).

Εικόνα 3. Πιθανές κλινικές στρατηγικές για τη διαχείριση διαταραχών στις οποίες μια αυξημένη παραγωγή ανανδαμιδίου μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της έντασης των ανεπιθύμητων ενδείξεων και συμπτωμάτων (ανασκόπηση στο Pertwee 2005c ). Αυτές οι στρατηγικές βασίζονται σε αύξηση των εμφανώς προστατευτικών επιδράσεων του ανανδαμιδίου μέσω της αναστολής της κυτταρικής πρόσληψης των ανανδαμιδίου, μέσω της αναστολής του ενδοκυτταρικού μεταβολισμού του δια της υδρολάσης αμιδίου λιπαρού οξέος ή μέσω αλλοστερικής ενίσχυσης της ανανδαμιδίου επαγόμενης ενεργοποίησης του υποδοχέα CB1.

Από την ανακάλυψη των CB₁ υποδοχέων και την επακόλουθη ανάπτυξη του SR141716A από την Sanofi το 1994, παρατηρήθηκε επίσης σημαντικό ενδιαφέρον στο θεραπευτικό δυναμικό των συναγωνιστικών ανταγωνιστών υποδοχέα CB₁ για τη διαχείριση των διαταραχών στις οποίες το ενδοκανναβινοειδές σύστημα φαίνεται να επάγει ανεπιθύμητα αποτελέσματα επακόλουθα της αυξανόμενης ρύθμισης (upregulation) του (βλ. παραπάνω). Πράγματι, η SR141716A (rimonabant) είναι πολύ πιθανό σύντομα να λάβει άδεια για χρήση ως παράγοντας κατά της παχυσαρκίας ( Van Gaal et al ., 2005 ). Αλλοστερικοί ανταγωνιστές των υποδοχέων CB₁ έχουν επίσης δυνατότητες ως φάρμακα, όπως και οι αντίστροφοι αγωνιστές υποδοχέων CB₂ , καθώς πρόσφατα προέκυψαν στοιχεία που αποδεικνύουν ότι αυτοί μπορούν να βελτιώσουν τη φλεγμονή παρεμποδίζοντας τη μετανάστευση των ανοσοκυττάρων (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005c ).

Τέλος, μερικά φαρμακολογικώς δραστικά κανναβινοειδή που δεν ενεργοποιούν ή αποκλείουν τους υποδοχείς CB₁ ή CB₂ έχουν επίσης θεραπευτικό δυναμικό. Μεταξύ αυτών είναι το φυτοκανναβινοειδές, CBD, η οποία, για παράδειγμα, διαθέτει αντι-φλεγμονώδεις, αντι-οξειδωτικές και νευροπροστατευτικές ιδιότητες (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005b , Robson, 2005 ).

Μελλοντικές κατευθύνσεις

Σημαντικά ορόσημα στην φαρμακοϊστορία των μεμονωμένων κανναβινοειδών ήταν η ανακάλυψή τους στα τέλη του 19ου αιώνα, ο φαρμακολογικός τους χαρακτηρισμός που ξεκίνησε τη δεκαετία του 1940, η δομική διασαφήνιση και η σύνθεση των (−)-Δ⁹-THC και (−)-CBD τη δεκαετία του 1960 και η ανακάλυψη του συστήματος των κανναβινοειδών υποδοχέων και ενδογενών προσδεμάτων για αυτούς τους υποδοχείς που τώρα γενικά αναφέρεται ως ενδοκανναβινοειδές σύστημα.

Αυτές οι πρόοδοι οφείλονται σε μεγάλο βαθμό :

• σε μια σειρά σημαντικών πρώϊμων συνεισφορών στο πεδίο που έγιναν από τους χημικούς,

• σε μια σειρά εξαιρετικά παραγωγικών διεπιστημονικών συνεργασιών, ιδίως μεταξύ φαρμακοποιών και φαρμακολόγων,

• στην ανάπτυξη ευαίσθητων in vivo και in vitro βιολογικών δοκιμών για τα κανναβινοειδή,

• στον επιτυχή σχεδιασμό και τη σύνθεση μιας νέας γενιάς ισχυρών αγωνιστών υποδοχέων CB₁ και CB₂ και ισχυρών ανταγωνιστών υποδοχέων CB₁ και CB₂ ,

• στην εμφάνιση ισχυρών πρωτοποριακών τεχνικών που, για παράδειγμα, καθιστούν δυνατή την επισημάνση των υποδοχέων με ραδιοσυνδέτη, κλωνοποιηθέντων ή γενετικώς απαλειφθέντων, ή που επιτρέπουν στους κλωνοποιημένους υποδοχείς να διαμολυνθούν εντός καλλιεργημένων κυττάρων και

• στις εξελίξεις σε άλλους τομείς της έρευνας, και κυρίως την σηματοδότηση των υποδοχέων.

Η πρόκληση τώρα είναι να συνεχιστούν οι έρευνες για τους φυσιολογικούς και παθοφυσιολογικούς ρόλους του ενδοκανναβινοειδούς συστήματος και να εντοπιστούν και να εφαρμοστούν οι καλύτερες στρατηγικές για την αξιοποίηση των αποτελεσμάτων αυτής της έρευνας στην κλινική. Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι να επεκταθούν οι τρέχουσες γνώσεις σχετικά με τη φαρμακολογία, πρώτον των ενδοκανναβινοειδών, και δεύτερον των υποδοχέων κανναβινοειδών και των εξωγενών αγωνιστών τους, των αντίστροφων αγωνιστών και των ουδέτερων ανταγωνιστών όταν αυτοί χορηγούνται οξεία ή χρόνια. Θα είναι επίσης σημαντικό να χαρακτηριστούν πληρέστερα οι προτεινόμενοι μη-CB₁ , μη-CB₂, μη-TRPV1 στόχοι για τα κανναβινοειδή, για να διασαφηνισθεί πληρέστερα η φαρμακολογία των αλλοστερικών θέσεων υποδοχέα κανναβινοειδών, να αναζητήσουν και να διερευνήσουν τη φαρμακολογία οποιωνδήποτε μέχρι στιγμής άγνωστων ενδοκανναβινοειδών ή φαρμακολογικών στόχων για τα κανναβινοειδή, να παρακολουθήσουν τις πρώϊμες ενδείξεις ότι οι υποδοχείς κανναβινοειδών μπορεί να υπάρχουν ως ομοδιμερή ή να σχηματίζουν ετεροδιμερή ή ολιγομερή με μία ή περισσότερες άλλες κατηγορίες συνεκφραζόμενων υποδοχέων/coexpressed receptor (ανασκόπηση στο Pertwee, 2005b ) και να συνεχίσουν το έργο της διερεύνησης της φαρμακολογίας των φυτικών κανναβινοειδών.

Ευχαριστίες

Γλωσσάριο

βιβλιογραφικές αναφορές