Endocannabinoïden in het lichaam kunnen darminfecties helpen bestrijden

Endocannabinoïden, signaalmoleculen geproduceerd in het lichaam die kenmerken delen met chemicaliën die in marihuana worden aangetroffen, genen kan uitschakelen die nodig zijn voor sommige pathogene darmbacteriën om te koloniseren, vermenigvuldigen, en ziekte veroorzaken, blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van UT-wetenschappers uit het zuidwesten.

De bevindingen, vandaag online gepubliceerd in Cel , zou kunnen helpen verklaren waarom de cannabisplant - waarvan marihuana het krachtigste deel is - de symptomen van verschillende darmaandoeningen kan verminderen en uiteindelijk kan leiden tot nieuwe manieren om gastro-intestinale infecties te bestrijden.

Ontdekt in 1992, endocannabinoïden zijn op lipiden gebaseerde neurotransmitters die verschillende rollen in het lichaam spelen, inclusief het reguleren van de immuniteit, trek, en stemming. Cannabis en zijn derivaten worden al lang gebruikt om chronische gastro-intestinale aandoeningen te verlichten, waaronder het prikkelbare darm syndroom en inflammatoire darmziekte. Studies hebben aangetoond dat ontregeling van het endocannabinoïdesysteem van het lichaam kan leiden tot darmontsteking en de samenstelling van de darmmicrobiota kan beïnvloeden, de populatie van verschillende bacteriesoorten die het spijsverteringskanaal bewonen.

Echter, studieleider Vanessa Sperandio, doctoraat, hoogleraar microbiologie en biochemie aan de UTSW, zegt dat het onbekend is of endocannabinoïden de gevoeligheid voor pathogene gastro-intestinale infecties beïnvloeden.

Om deze vraag te helpen beantwoorden, Sperandio en haar collega's werkten met genetisch gewijzigde muizen om de krachtige endocannabinoïde 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) van zoogdieren in verschillende organen te produceren, inclusief de darmen. Toen de onderzoekers deze dieren en hun ongewijzigde nestgenoten besmetten met Citrobacter rodentium, een bacteriële ziekteverwekker die de dikke darm aanvalt en duidelijke ontsteking en diarree veroorzaakt, de gemuteerde muizen ontwikkelden slechts milde symptomen in vergelijking met de meer extreme gastro-intestinale problemen die hun nestgenoten vertoonden.

Onderzoek van de dikke darm van de gemuteerde dieren toonde veel minder ontstekingen en tekenen van infectie. Deze muizen hadden ook een significant lagere fecale belasting van C. rodentium-bacteriën en waren sneller klaar met hun infectiedagen dan hun ongewijzigde nestgenoten. Het behandelen van genetisch ongemodificeerde dieren met een medicijn dat de niveaus van 2-AG in de darmen verhoogde, had vergelijkbare positieve effecten.

Sperandio's team ontdekte dat verhoogde niveaus van 2-AG ook Salmonella typhimurium-infecties bij muizen kunnen verzwakken en enterohemorragische Escherichia coli - een bijzonder gevaarlijke gastro-intestinale bacterie die mensen infecteert - kunnen belemmeren om de virulentie-eigenschappen tot uiting te brengen die nodig zijn voor een succesvolle infectie.

Omgekeerd, toen de onderzoekers zoogdiercellen in petrischalen behandelden met tetrahydrolipstatine, een door de Food and Drug Administration goedgekeurde verbinding die in de handel wordt verkocht als Alli en die de productie van 2-AG remt, ze werden vatbaarder voor de bacteriële pathogenen.

Verdere experimenten toonden aan dat 2-AG deze effecten uitoefende op C. rodentium, S. typhimurium, en E. coli door een bacteriële receptor te blokkeren die bekend staat als QseC. Wanneer deze receptor de signaalmoleculen van de gastheer epinefrine en norepinefrine waarneemt, het veroorzaakt een moleculaire cascade die nodig is om een ​​infectie vast te stellen. Het aansluiten van deze receptor met 2-AG voorkomt dat dit virulentieprogramma wordt geactiveerd, Sperandio legt uit, helpen beschermen tegen infectie.

Sperandio merkt op dat deze bevindingen een aantal van de effecten van cannabisgebruik op inflammatoire darmaandoeningen kunnen helpen verklaren. Hoewel studies hebben aangetoond dat cannabis ontstekingen kan verminderen, recent onderzoek heeft aangetoond dat deze aandoeningen ook vaak een bacteriële component hebben die positief kan worden beïnvloed door plantaardige cannabinoïden.

In aanvulling, cannabisverbindingen of synthetische derivaten zouden patiënten uiteindelijk kunnen helpen om bacteriële darminfecties te bestrijden zonder antibiotica. Dit kan met name nuttig zijn voor infecties veroorzaakt door enterohemorrhagische Escherichia coli, Sperandio zegt, die een dodelijk gif produceert wanneer het wordt behandeld met antibiotica, waardoor deze medicijnen niet alleen contraproductief, maar ook extreem gevaarlijk zijn. Omdat veel virulente bacteriën die elders in het lichaam gebieden koloniseren ook de QseC-receptor hebben, zij voegt toe, deze strategie zou breder kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan infecties te bestrijden.

Door gebruik te maken van de kracht van natuurlijke verbindingen die in het lichaam en in planten worden geproduceerd, we kunnen uiteindelijk infecties op een geheel nieuwe manier behandelen."

Vanessa Sperandio, doctoraat, hoogleraar microbiologie en biochemie aan de UTSW

• CHLA-onderzoeker ontvangt $ 3,4 miljoen onderzoeksbeurs om rotavirusvaccin te bestuderen
• Uitgebreide screeningsmethode kan helpen bij het opsporen van levensbedreigende complicaties bij premature baby's