Evaluación del efecto de extractos de cannabis con diferentes proporciones de canabinoides sobre el receptor TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal

León Castañeda, Diana Marcela

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Date

2022-10-21

Publisher

Pontificia Universidad Javeriana

Faculty

Facultad de Ciencias

Program

Maestría en Ciencias Biológicas

Obtained title

Magíster en Ciencias Biológicas

Type

Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría

COAR

Tesis de maestría

TY - GEN T1 - Evaluación del efecto de extractos de cannabis con diferentes proporciones de canabinoides sobre el receptor TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal AU - León Castañeda, Diana Marcela Y1 - 2022-10-21 UR - http://hdl.handle.net/10554/63116 PB - Pontificia Universidad Javeriana AB - El dolor es uno de los síntomas más prevalentes en diversas enfermedades. TRPV1 (Receptor de potencial transitorio vaniloide 1) se ha estudiado ampliamente en la transducción del dolor. Recientemente, se ha encontrado evidencia científica de que diferentes tipos de cannabinoides utilizados para el control del dolor pueden regular TRPV1. Sin embargo, no existe evidencia suficiente para establecer los mecanismos de regulación que producen los extractos de cannabis sobre TRPV1. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto regulador de extractos de cannabis con diferentes proporciones de tetrahidrocannabinol (THC) y cannabidiol (CBD) sobre las transientes de Ca2+ generadas por la activación del TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal de rata adulta in vitro. Inicialmente, se realizó una caracterización morfológica, inmunocitoquímica y funcional con el fin de determinar las poblaciones neuronales del cultivo para establecer una correlación entre las neuronas y la respuesta evidenciada al exponerlas a los extractos. Alrededor del 90% de las neuronas tuvieron un diámetro menor o igual a 30 μm, el 75.3% fueron de tipo no peptidérgico y se evidenció una expresión de TRPV1 del 80.19%. De esta manera, el cultivo se caracterizó por estar constituido presumiblemente de neuronas nociceptivas no peptidérgicas TRPV1+. Para determinar si los extractos tenían la capacidad de generar un aumento en la concentración neuronal de calcio intracelular [Ca2+]i perse, las neuronas fueron expuestas a cada extracto a diferentes concentraciones. Se observó un aumento en la [Ca2+]i cuando las neuronas fueron expuestas a un extracto rico en CBD (E-CBD) a concentraciones de 30 y 50 μg/mL. Así mismo, se evidenció que la concentración del extracto E-CBD fue directamente proporcional al efecto evidenciado en las transientes de Ca2+, es decir que a mayor concentración del extracto mayor fue la transiente de Ca2+. Para evaluar el efecto del extracto E-CBD sobre la actividad de TRPV1, se realizó una estimulación con capsaicina 0.2 μM en presencia del extracto a una concentración de 1, 10, 30 y 50 μg/mL. Se observaron cambios en la cinética de recaptación de Ca2+ en todas las concentraciones, lo que sugiere que el extracto modula mecanismos corrientes abajo de la activación del receptor TRPV1. Así mismo, se evidenció que el efecto generado por el extracto E-CBD sobre las transientes de Ca2+ de TRPV1 es dependiente de la concentración del extracto, dado que a una concentración de 30 μg/mL se evidenció una atenuación de la respuesta ante el estímulo con capsaicina e inclusive la eliminación de la transiente de Ca2+. Sin embargo, de manera interesante a una concentración de 50 μg/mL se obtuvieron resultados heterogéneos debido a que se observaron respuestas atenuadas y en su mayoría aumentadas ante la estimulación con capsaicina en presencia del extracto, lo que supone que los mecanismos que emplea el extracto para la modulación de las transientes de Ca2+ de TRPV1 tienen vías independientes de regulación dependiendo de la concentración del extracto y estas vías pueden estar sujetas al tipo de neuronas ya sea peptidérgica o no peptidérgica. De esta forma, este estudio cumple con el propósito de poder encontrar evidencia de que los extractos de cannabis pueden tener un efecto regulador sobre la función de TRPV1. En el caso particular del estudio, el extracto rico en CBD resulta ser un candidato promisorio como futuro modulador de TRPV1 evidenciado a través de los cambios producidos en la cinética de recaptación de Ca2+ y en la eliminación, atenuación o aumento de la respuesta de la capsaicina cuando ha habido un pretratamiento con el extracto. ER - @misc{10554_63116, author = {}, title = {Evaluación del efecto de extractos de cannabis con diferentes proporciones de canabinoides sobre el receptor TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal}, year = {2022-10-21}, abstract = {El dolor es uno de los síntomas más prevalentes en diversas enfermedades. TRPV1 (Receptor de potencial transitorio vaniloide 1) se ha estudiado ampliamente en la transducción del dolor. 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Alrededor del 90% de las neuronas tuvieron un diámetro menor o igual a 30 μm, el 75.3% fueron de tipo no peptidérgico y se evidenció una expresión de TRPV1 del 80.19%. De esta manera, el cultivo se caracterizó por estar constituido presumiblemente de neuronas nociceptivas no peptidérgicas TRPV1+. Para determinar si los extractos tenían la capacidad de generar un aumento en la concentración neuronal de calcio intracelular [Ca2+]i perse, las neuronas fueron expuestas a cada extracto a diferentes concentraciones. Se observó un aumento en la [Ca2+]i cuando las neuronas fueron expuestas a un extracto rico en CBD (E-CBD) a concentraciones de 30 y 50 μg/mL. Así mismo, se evidenció que la concentración del extracto E-CBD fue directamente proporcional al efecto evidenciado en las transientes de Ca2+, es decir que a mayor concentración del extracto mayor fue la transiente de Ca2+. Para evaluar el efecto del extracto E-CBD sobre la actividad de TRPV1, se realizó una estimulación con capsaicina 0.2 μM en presencia del extracto a una concentración de 1, 10, 30 y 50 μg/mL. Se observaron cambios en la cinética de recaptación de Ca2+ en todas las concentraciones, lo que sugiere que el extracto modula mecanismos corrientes abajo de la activación del receptor TRPV1. Así mismo, se evidenció que el efecto generado por el extracto E-CBD sobre las transientes de Ca2+ de TRPV1 es dependiente de la concentración del extracto, dado que a una concentración de 30 μg/mL se evidenció una atenuación de la respuesta ante el estímulo con capsaicina e inclusive la eliminación de la transiente de Ca2+. Sin embargo, de manera interesante a una concentración de 50 μg/mL se obtuvieron resultados heterogéneos debido a que se observaron respuestas atenuadas y en su mayoría aumentadas ante la estimulación con capsaicina en presencia del extracto, lo que supone que los mecanismos que emplea el extracto para la modulación de las transientes de Ca2+ de TRPV1 tienen vías independientes de regulación dependiendo de la concentración del extracto y estas vías pueden estar sujetas al tipo de neuronas ya sea peptidérgica o no peptidérgica. De esta forma, este estudio cumple con el propósito de poder encontrar evidencia de que los extractos de cannabis pueden tener un efecto regulador sobre la función de TRPV1. En el caso particular del estudio, el extracto rico en CBD resulta ser un candidato promisorio como futuro modulador de TRPV1 evidenciado a través de los cambios producidos en la cinética de recaptación de Ca2+ y en la eliminación, atenuación o aumento de la respuesta de la capsaicina cuando ha habido un pretratamiento con el extracto.}, url = {http://hdl.handle.net/10554/63116} }RT Generic T1 Evaluación del efecto de extractos de cannabis con diferentes proporciones de canabinoides sobre el receptor TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal A1 León Castañeda, Diana Marcela YR 2022-10-21 LK http://hdl.handle.net/10554/63116 PB Pontificia Universidad Javeriana AB El dolor es uno de los síntomas más prevalentes en diversas enfermedades. TRPV1 (Receptor de potencial transitorio vaniloide 1) se ha estudiado ampliamente en la transducción del dolor. Recientemente, se ha encontrado evidencia científica de que diferentes tipos de cannabinoides utilizados para el control del dolor pueden regular TRPV1. Sin embargo, no existe evidencia suficiente para establecer los mecanismos de regulación que producen los extractos de cannabis sobre TRPV1. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto regulador de extractos de cannabis con diferentes proporciones de tetrahidrocannabinol (THC) y cannabidiol (CBD) sobre las transientes de Ca2+ generadas por la activación del TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal de rata adulta in vitro. Inicialmente, se realizó una caracterización morfológica, inmunocitoquímica y funcional con el fin de determinar las poblaciones neuronales del cultivo para establecer una correlación entre las neuronas y la respuesta evidenciada al exponerlas a los extractos. Alrededor del 90% de las neuronas tuvieron un diámetro menor o igual a 30 μm, el 75.3% fueron de tipo no peptidérgico y se evidenció una expresión de TRPV1 del 80.19%. De esta manera, el cultivo se caracterizó por estar constituido presumiblemente de neuronas nociceptivas no peptidérgicas TRPV1+. Para determinar si los extractos tenían la capacidad de generar un aumento en la concentración neuronal de calcio intracelular [Ca2+]i perse, las neuronas fueron expuestas a cada extracto a diferentes concentraciones. Se observó un aumento en la [Ca2+]i cuando las neuronas fueron expuestas a un extracto rico en CBD (E-CBD) a concentraciones de 30 y 50 μg/mL. Así mismo, se evidenció que la concentración del extracto E-CBD fue directamente proporcional al efecto evidenciado en las transientes de Ca2+, es decir que a mayor concentración del extracto mayor fue la transiente de Ca2+. Para evaluar el efecto del extracto E-CBD sobre la actividad de TRPV1, se realizó una estimulación con capsaicina 0.2 μM en presencia del extracto a una concentración de 1, 10, 30 y 50 μg/mL. Se observaron cambios en la cinética de recaptación de Ca2+ en todas las concentraciones, lo que sugiere que el extracto modula mecanismos corrientes abajo de la activación del receptor TRPV1. Así mismo, se evidenció que el efecto generado por el extracto E-CBD sobre las transientes de Ca2+ de TRPV1 es dependiente de la concentración del extracto, dado que a una concentración de 30 μg/mL se evidenció una atenuación de la respuesta ante el estímulo con capsaicina e inclusive la eliminación de la transiente de Ca2+. Sin embargo, de manera interesante a una concentración de 50 μg/mL se obtuvieron resultados heterogéneos debido a que se observaron respuestas atenuadas y en su mayoría aumentadas ante la estimulación con capsaicina en presencia del extracto, lo que supone que los mecanismos que emplea el extracto para la modulación de las transientes de Ca2+ de TRPV1 tienen vías independientes de regulación dependiendo de la concentración del extracto y estas vías pueden estar sujetas al tipo de neuronas ya sea peptidérgica o no peptidérgica. De esta forma, este estudio cumple con el propósito de poder encontrar evidencia de que los extractos de cannabis pueden tener un efecto regulador sobre la función de TRPV1. En el caso particular del estudio, el extracto rico en CBD resulta ser un candidato promisorio como futuro modulador de TRPV1 evidenciado a través de los cambios producidos en la cinética de recaptación de Ca2+ y en la eliminación, atenuación o aumento de la respuesta de la capsaicina cuando ha habido un pretratamiento con el extracto. OL Spanish (121) TY - GEN T1 - Evaluación del efecto de extractos de cannabis con diferentes proporciones de canabinoides sobre el receptor TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal AU - León Castañeda, Diana Marcela Y1 - 2022-10-21 UR - http://hdl.handle.net/10554/63116 PB - Pontificia Universidad Javeriana AB - El dolor es uno de los síntomas más prevalentes en diversas enfermedades. TRPV1 (Receptor de potencial transitorio vaniloide 1) se ha estudiado ampliamente en la transducción del dolor. Recientemente, se ha encontrado evidencia científica de que diferentes tipos de cannabinoides utilizados para el control del dolor pueden regular TRPV1. Sin embargo, no existe evidencia suficiente para establecer los mecanismos de regulación que producen los extractos de cannabis sobre TRPV1. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto regulador de extractos de cannabis con diferentes proporciones de tetrahidrocannabinol (THC) y cannabidiol (CBD) sobre las transientes de Ca2+ generadas por la activación del TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal de rata adulta in vitro. Inicialmente, se realizó una caracterización morfológica, inmunocitoquímica y funcional con el fin de determinar las poblaciones neuronales del cultivo para establecer una correlación entre las neuronas y la respuesta evidenciada al exponerlas a los extractos. Alrededor del 90% de las neuronas tuvieron un diámetro menor o igual a 30 μm, el 75.3% fueron de tipo no peptidérgico y se evidenció una expresión de TRPV1 del 80.19%. De esta manera, el cultivo se caracterizó por estar constituido presumiblemente de neuronas nociceptivas no peptidérgicas TRPV1+. Para determinar si los extractos tenían la capacidad de generar un aumento en la concentración neuronal de calcio intracelular [Ca2+]i perse, las neuronas fueron expuestas a cada extracto a diferentes concentraciones. Se observó un aumento en la [Ca2+]i cuando las neuronas fueron expuestas a un extracto rico en CBD (E-CBD) a concentraciones de 30 y 50 μg/mL. Así mismo, se evidenció que la concentración del extracto E-CBD fue directamente proporcional al efecto evidenciado en las transientes de Ca2+, es decir que a mayor concentración del extracto mayor fue la transiente de Ca2+. Para evaluar el efecto del extracto E-CBD sobre la actividad de TRPV1, se realizó una estimulación con capsaicina 0.2 μM en presencia del extracto a una concentración de 1, 10, 30 y 50 μg/mL. Se observaron cambios en la cinética de recaptación de Ca2+ en todas las concentraciones, lo que sugiere que el extracto modula mecanismos corrientes abajo de la activación del receptor TRPV1. Así mismo, se evidenció que el efecto generado por el extracto E-CBD sobre las transientes de Ca2+ de TRPV1 es dependiente de la concentración del extracto, dado que a una concentración de 30 μg/mL se evidenció una atenuación de la respuesta ante el estímulo con capsaicina e inclusive la eliminación de la transiente de Ca2+. Sin embargo, de manera interesante a una concentración de 50 μg/mL se obtuvieron resultados heterogéneos debido a que se observaron respuestas atenuadas y en su mayoría aumentadas ante la estimulación con capsaicina en presencia del extracto, lo que supone que los mecanismos que emplea el extracto para la modulación de las transientes de Ca2+ de TRPV1 tienen vías independientes de regulación dependiendo de la concentración del extracto y estas vías pueden estar sujetas al tipo de neuronas ya sea peptidérgica o no peptidérgica. De esta forma, este estudio cumple con el propósito de poder encontrar evidencia de que los extractos de cannabis pueden tener un efecto regulador sobre la función de TRPV1. En el caso particular del estudio, el extracto rico en CBD resulta ser un candidato promisorio como futuro modulador de TRPV1 evidenciado a través de los cambios producidos en la cinética de recaptación de Ca2+ y en la eliminación, atenuación o aumento de la respuesta de la capsaicina cuando ha habido un pretratamiento con el extracto. ER -

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Evaluation of the effect of cannabis extracts with different proportions of cannabinoids on the trpv1 receptor expressed in nociceptive neurons of the dorsal root ganglion

Resumen

El dolor es uno de los síntomas más prevalentes en diversas enfermedades. TRPV1 (Receptor de potencial transitorio vaniloide 1) se ha estudiado ampliamente en la transducción del dolor. Recientemente, se ha encontrado evidencia científica de que diferentes tipos de cannabinoides utilizados para el control del dolor pueden regular TRPV1. Sin embargo, no existe evidencia suficiente para establecer los mecanismos de regulación que producen los extractos de cannabis sobre TRPV1. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto regulador de extractos de cannabis con diferentes proporciones de tetrahidrocannabinol (THC) y cannabidiol (CBD) sobre las transientes de Ca2+ generadas por la activación del TRPV1 expresado en neuronas nociceptivas del ganglio de la raíz dorsal de rata adulta in vitro. Inicialmente, se realizó una caracterización morfológica, inmunocitoquímica y funcional con el fin de determinar las poblaciones neuronales del cultivo para establecer una correlación entre las neuronas y la respuesta evidenciada al exponerlas a los extractos. Alrededor del 90% de las neuronas tuvieron un diámetro menor o igual a 30 μm, el 75.3% fueron de tipo no peptidérgico y se evidenció una expresión de TRPV1 del 80.19%. De esta manera, el cultivo se caracterizó por estar constituido presumiblemente de neuronas nociceptivas no peptidérgicas TRPV1+. Para determinar si los extractos tenían la capacidad de generar un aumento en la concentración neuronal de calcio intracelular [Ca2+]i perse, las neuronas fueron expuestas a cada extracto a diferentes concentraciones. Se observó un aumento en la [Ca2+]i cuando las neuronas fueron expuestas a un extracto rico en CBD (E-CBD) a concentraciones de 30 y 50 μg/mL. Así mismo, se evidenció que la concentración del extracto E-CBD fue directamente proporcional al efecto evidenciado en las transientes de Ca2+, es decir que a mayor concentración del extracto mayor fue la transiente de Ca2+. Para evaluar el efecto del extracto E-CBD sobre la actividad de TRPV1, se realizó una estimulación con capsaicina 0.2 μM en presencia del extracto a una concentración de 1, 10, 30 y 50 μg/mL. Se observaron cambios en la cinética de recaptación de Ca2+ en todas las concentraciones, lo que sugiere que el extracto modula mecanismos corrientes abajo de la activación del receptor TRPV1. Así mismo, se evidenció que el efecto generado por el extracto E-CBD sobre las transientes de Ca2+ de TRPV1 es dependiente de la concentración del extracto, dado que a una concentración de 30 μg/mL se evidenció una atenuación de la respuesta ante el estímulo con capsaicina e inclusive la eliminación de la transiente de Ca2+. Sin embargo, de manera interesante a una concentración de 50 μg/mL se obtuvieron resultados heterogéneos debido a que se observaron respuestas atenuadas y en su mayoría aumentadas ante la estimulación con capsaicina en presencia del extracto, lo que supone que los mecanismos que emplea el extracto para la modulación de las transientes de Ca2+ de TRPV1 tienen vías independientes de regulación dependiendo de la concentración del extracto y estas vías pueden estar sujetas al tipo de neuronas ya sea peptidérgica o no peptidérgica. De esta forma, este estudio cumple con el propósito de poder encontrar evidencia de que los extractos de cannabis pueden tener un efecto regulador sobre la función de TRPV1. En el caso particular del estudio, el extracto rico en CBD resulta ser un candidato promisorio como futuro modulador de TRPV1 evidenciado a través de los cambios producidos en la cinética de recaptación de Ca2+ y en la eliminación, atenuación o aumento de la respuesta de la capsaicina cuando ha habido un pretratamiento con el extracto.

Abstract

Pain is one of the most prevalent symptoms in various diseases. TRPV1 (Transient Potential Receptor Vanilloid 1) has been extensively studied in pain transduction. Recently, scientific evidence has been found that different types of cannabinoids used for pain management can regulate TRPV1. However, there is insufficient evidence to establish the regulation mechanisms produced by cannabis extracts on TRPV1. The objective of this study is to evaluate the regulatory effect of cannabis extracts with different proportions of tetrahydrocannabinol (THC) and cannabidiol (CBD) on Ca2+ transients generated by the activation of TRPV1 expressed in adult rat dorsal root ganglion nociceptive neurons in vitro. Initially, a morphological, immunocytochemical and functional characterization was carried out to determine the neuronal populations of the culture to establish a correlation between the neurons and the response evidenced when exposing them to the extracts. Around 90% of the neurons had a diameter less than or equal to 30 μm, 75.3% were of the non-peptidergic type and TRPV1 expression of 80.19% was evidenced. Thus, the culture was characterized as presumably consisting of nociceptive neurons, non-peptidergic and TRPV1+. To determine if the extracts had the capacity to generate an increase in the neuronal concentration of intracellular calcium (Ca2+i) perse, the neurons were exposed to each extract at different concentrations. An increase in Ca2+i was observed when neurons were exposed to an extract rich in CBD (E-CBD) at concentrations of 30 and 50 μg/mL. Likewise, it was shown that the concentration of E-CBD was directly proportional to the effect evidenced in the Ca2+ transients, that is, the higher the concentration of the extract, the greater the Ca2+ transient. To evaluate the effect of E-CBD on TRPV1 activity, stimulation with 0.2 μM capsaicin was performed in the presence of the extract at a concentration of 1, 10, 30 and 50 μg/mL. Changes in Ca2+i reuptake kinetics were observed at all concentrations, suggesting that the extract modulates mechanisms downstream of TRPV1 receptor activation. Likewise, it was shown that the effect generated by E-CBD on the Ca2+ transients of TRPV1 is dependent on the concentration of the extract, given that at a concentration of 30 μg/mL there was evidence of an attenuation of the response to the stimulus with capsaicin and even the elimination of the Ca2+ transient. Interestingly, however, at a concentration of 50 μg/mL, heterogeneous results were obtained because attenuated and mostly increased responses to capsaicin stimulation were observed in the presence of the extract, suggesting that the mechanisms employed by the extract for the modulation of TRPV1 Ca2+ transients, have independent regulation pathways depending on the concentration of the extract and these pathways may be subject to the type of neurons, whether peptidergic or non-peptidergic. In this way, this study fulfills the purpose of being able to find evidence that cannabis extracts can have a regulatory effect on TRPV1 function. In the particular case of the study, the extract rich in CBD turns out to be a promising candidate as a future modulator of TRPV1 evidenced through the changes produced in the kinetics of Ca2+ reuptake and in the elimination, attenuation or increase of the capsaicin response when there has been a pretreatment with the extract.