Cannabis Sativa L. – Botany and Biotechnology (2017) [Το φυτό Cannabis Sativa L. – Βοτανολογία και βιοτεχνολογία]

Editors

Suman Chandra

Hemant Lata

Mahmoud A. ElSohly

Προοίμιο

Αν και τα παρασκευάσματα κάνναβης είχαν χρησιμοποιηθεί για χιλιετίες για την ψυχοδραστηριότητα τους, καθώς και για τις θεραπευτικές τους ιδιότητες, η χημεία και η βιολογία τους δεν ήταν καλά γνωστές μέχρι τις τελευταίες δεκαετίες. Πράγματι, το κύριο ψυχοδραστικό συστατικό της κάνναβης, η Δ9-τετραϋδροκανναβινόλη (THC), απομονώθηκε σε καθαρή μορφή και η δομή της αποσαφηνίστηκε μόνο στις αρχές της δεκαετίας του ‘60. Αυτό έρχεται σε έντονη αντίθεση με την ενδελεχή γνώση για την μορφίνη και την κοκαΐνη, τις δύο άλλες σημαντικές παράνομες ουσίες, οι οποίες είχαν ήδη απομονωθεί κατά τον δέκατο ένατο αιώνα. Ωστόσο, από την δεκαετία του ‘60, ένας μεγάλος αριθμός ερευνών έχει αφιερωθεί στα πεδία φυτοκανναβινοειδών και ενδοκανναβινοειδών.

Από μια κάπως σχολαστική άποψη, μπορεί κανείς να σημειώσει μια σταδιακή ανάπτυξη τριών βασικών φάσεων της έρευνας για τα κανναβινοειδή. Η πρώτη φάση περιέλαβε τα φυτοκανναβινοειδή – την βοτανική, την χημεία και τις βιολογικές τους δράσεις. Η δεύτερη φάση αναπτύχθηκε μετά τον εντοπισμό των ειδικών κανναβινοειδών υποδοχέων (CB1 και CB2), των ενδογενών κανναβινοειδών, του ανανδαμιδίου και της 2-αραχιδονοϋλογλυκερόλης (2-AG), που συνδέονται με αυτούς τους υποδοχείς και τα ένζυμα που σχηματίζουν και μεταβολίζουν αυτές τις ενώσεις. Η τρίτη ερευνητική φάση, η οποία μόλις τώρα αναπτύσσεται αργά, αφορά μεγάλο αριθμό ενδογενών αμιδίων λιπαρών οξέων-αιθανόλης τύπου ανανδαμιδίου και αμινοξέων λιπαρών οξέων που έχουν ευρύ φάσμα βιολογικών δραστηριοτήτων.

Η σταδιακή πρόοδος της έρευνας σε καθεμία από αυτές τις φάσεις – ή θα έπρεπε να τις ονομάσουμε ανεξάρτητους κλάδους της επιστήμης των κανναβινοειδών – εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα εκτενή δεδομένα που δημοσιεύονται στις άλλες. Έτσι, οι ερευνητές έμαθαν για τις θεραπευτικές δυνατότητες του μπλοκαρισμένου μεταβολισμού του ανανδαμιδίου μελετώντας τις διάφορες χρήσεις της κάνναβης για ιατρικούς σκοπούς. Σημείωσαν επίσης ότι η βιολογική δραστηριότητα των κανναβινοειδών μπορεί να επηρεαστεί από συστατικά που δεν παρουσιάζουν καμία δραστηριότητα (συνδυαστική επίδραση), μια επίδραση που αρχικά παρατηρήθηκε με τα ενδοκανναβινοειδή. Πράγματι, οι ασθενείς προτιμούν να χρησιμοποιούν την “φαρμακευτική” κάνναβη παρά καθαρές (απομονωμένες) ενώσεις!

Αυτό το εξαιρετικό βιβλίο που επιμελήθηκαν οι Chandra, Lata και ElSohly αφιερώνει τα περισσότερα από τα κεφάλαιά του στις βοτανικές πτυχές της επιστήμης των κανναβινοειδών. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται σε ορισμένα από αυτά ήταν δύσκολο να συνοψιστούν μέχρι στιγμής λόγω της ευρέως διασκορπισμένης βιβλιογραφίας για πολλά από τα θέματα που παρουσιάζονται και θα πρέπει να συγχαρούμε τους εκδότες και τους συγγραφείς για την ανασκόπηση θεμάτων όπως οι συγκρίσεις μεταξύ των ποικιλιών κάνναβης του υποείδους sativa και του υποείδους indica, η μορφοανατομία της κάνναβης ή του μικροπολλαπλασιασμού της κάνναβης – για να αναφέρουμε μερικά. Ωστόσο, οι εκδότες έχουν συμπεριλάβει επίσης κεφάλαια σχετικά με την χημεία, τις αναλυτικές πτυχές, την βιοσύνθεση και την φαρμακολογία της κάνναβης. Έτσι, ο αναγνώστης μπορεί να έχει μια συνολική άποψη της επιστήμης των κανναβινοειδών.

Τα τελευταία χρόνια η καλλιέργεια κάνναβης έχει γίνει μια σημαντική γεωργική βιομηχανία σε πολλές χώρες. Δυστυχώς, η λεπτομερής γνώση των διαφόρων πτυχών της καλλιέργειας της κάνναβης φαίνεται να είναι πέρα από την επιτόπια εμπειρία πολλών από τους καλλιεργητές και συνεχίζουμε να βλέπουμε κάνναβη να πωλείται χωρίς λεπτομέρειες όσον αφορά το περιεχόμενο ή ακόμη και τα διαφορετικά εκχυλίσματα ή μείγματα που πωλούνται με την ίδια εμπορική ονομασία.

Ενώ οι γεωργικές, χημικές και φαρμακολογικές πτυχές της κάνναβης είναι καλά κατανοητές και ανεπτυγμένες – όπως μαρτυρεί αυτό το βιβλίο – χάνουμε πολύ στις κλινικές δοκιμές στους περισσότερους ιατρικούς τομείς στους οποίους χρησιμοποιείται η κάνναβη. Έτσι, υπάρχουν πολλές ανεκδοτικές αναφορές για την θεραπεία σε διάφορους καρκίνους. Δυστυχώς, καλά σχεδιασμένες δοκιμές σε ανθρώπους δεν έχουν δημοσιευθεί για κανένα τύπο καρκίνου. Είναι απίστευτο ότι ούτε κρατικοί φορείς ούτε ιδιωτικά ιδρύματα έχουν προχωρήσει ούτε έχουν ενθαρρύνει κλινικές δοκιμές – αλλά αυτό είναι γεγονός! Ως εκ τούτου, για τους παραπάνω λόγους, πολλοί γιατροί απέχουν από το να συστήσουν αυτό το φάρμακο σε ασθενείς.

Ας ελπίσουμε ότι αυτό το βιβλίο μπορεί να ενθαρρύνει τους καλλιεργητές να συνεργαστούν με ειδικούς στην γεωργία και με αναλυτικούς χημικούς για να καταστεί δυνατή η παροχή τυποποιημένης κάνναβης σε ασθενείς για ιατρική, φαρμακευτική και θεραπευτική χρήση.

Πιστεύω ειλικρινά ότι αυτό το βιβλίο θα έχει μεγάλη σημασία όχι μόνο για την σύνοψη της σημερινής γνώσης αλλά και για την προώθηση της ιατρικής χρήσης της κάνναβης.

Prof. Dr. Raphael Mechoulam

Professor Emeritus

Faculty of Medicine, School of Pharmacy, Institute for Drug Research,

The Hebrew University of Jerusalem, Israel

Πρόλογος

Τα φυτικά φάρμακα αντιμετωπίζουν ασυνήθιστες προκλήσεις κατά την διάρκεια του ταξιδιού τους από την φάρμα στα φαρμακευτικά προϊόντα. Στην περίπτωση της κάνναβης, μια σημαντική πρόσθετη πολυπλοκότητα προκύπτει από ρυθμιστικές ανησυχίες, ανάλογα με τις χώρες παραγωγής και εμπορίας. Η κάνναβη είναι ένα από τα παλαιότερα φυτά που καλλιεργούνται για τροφή, ιατρική και τελετουργική χρήση ή ως μεθυστική ουσία εδώ και χιλιετίες. Τις τελευταίες δεκαετίες, η κάνναβη έχει κερδίσει μεγάλο ενδιαφέρον και δημοτικότητα στο ευρύ κοινό καθώς και στην ερευνητική κοινότητα, όχι μόνο λόγω της δυνατότητας κατάχρησης της αλλά και λόγω της νέας αναδυόμενης θεραπευτικής της δυνατότητας για την θεραπεία μιας ποικιλίας νέων παθήσεων.

Από την ανακάλυψη της κύριας ψυχοδραστικής της ένωσης, της Δ9-τετραϋδροκανναβινόλης (Δ9-THC), από τους καθηγητές Raphael Mechoulam και Yechiel Gaoni το 1964, η έρευνα για την κάνναβη, σε μεγάλο βαθμό, περιστρέφεται γύρω από την Δ9-THC και τα παράγωγά της. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η κανναβιδιόλη (CBD), μια μη ψυχοδραστική ένωση της κάνναβης τραβάει πολύ την προσοχή λόγω των θεραπευτικών της δυνατοτήτων στην παιδική επιληψία και σε άλλες διαταραχές. Οι μέθοδοι χορήγησης φαρμάκων, ωστόσο, είναι ένα δύσκολο ζήτημα στα φάρμακα με βάση την κάνναβη.

Σκοπός του “Cannabis sativa L. – Botany and Biotechnology” είναι να παρουσιάσει σε έναν ενιαίο τόμο τις ολοκληρωμένες γνώσεις και εμπειρίες καταξιωμένων ερευνητών και επιστημόνων στον τομέα της έρευνας για την κάνναβη. Κάθε κεφάλαιο είναι γραμμένο ανεξάρτητα από ειδικούς στον τομέα των προσπαθειών τους, που κυμαίνονται από το φυτό κάνναβης, την συζήτηση για τα είδη, τις θεραπευτικές του δυνατότητες, τα συστατικά και την βιοσύνθεση τους, την χρήση της σύγχρονης βιοτεχνολογίας στην διατήρηση, την διάδοση και την ενίσχυση της παραγωγής κάνναβης έως τις προσμίξεις που μολύνουν και που προκαλούν ανησυχία για την κάνναβη για τον ποιοτικό έλεγχο προϊόντων βιομάζας.

Το θέμα, εάν το γένος Cannabis περιέχει μεμονωμένα είδη (Cannabis sativa L.) με πολλά υποείδη ή/και ποικιλίες, ή πολλά διαφορετικά είδη, ήταν θέμα συζήτησης εδώ και πολύ καιρό. Το βιβλίο ξεκινά με ένα εισαγωγικό κεφάλαιο για την ταξινόμηση της κάνναβης σε σχέση με την γεωργική, βιοτεχνολογική, ιατρική και ψυχαγωγική χρήση (Κεφ. 1, Ernest Small) και την ιστορία της κάνναβης ως φάρμακο με ειδική σημείωση για Ιρλανδούς γιατρούς του δέκατου ένατου αιώνα και συσχετίσεις των παρατηρήσεών τους στην σύγχρονη έρευνα (Κεφ. 2, Ethan Russo) ακολουθούμενη από την βοτανική και φυτοκομία της κάνναβης (Κεφ. 3, Chandra et al.), Cannabis sativa και Cannabis indica έναντι “Sativa” και “Indica” – μια συζήτηση για την ονοματολογία (Κεφ. 4, John M. McPartland), μορφο-ανατομία της κάνναβης για την αναγνώρισή της (Κεφ. 5, Raman et al.) και χημικοί και μορφολογικοί φαινότυποι στην κάνναβη (Κεφ. 6, Grassi and Mc Partland). Στα επόμενα δύο κεφάλαια η συζήτηση επικεντρώνεται στα συστατικά της κάνναβης με ιδιαίτερη έμφαση στα κανναβινοειδή, τις σύγχρονες μεθόδους ανάλυσης κανναβινοειδών (Κεφ. 7, Radwan et al.) και την βιοσύνθεση τους (Κεφ. 8, Sirikantaramas and Taura).

Η φυτική κάνναβη και τα ακατέργαστα παρασκευάσματά της χρησιμοποιούνται ως φυσικοί θεραπευτικοί παράγοντες από την αρχαιότητα. Οι πρώιμες θεραπευτικές του ιδιότητες αναφέρονται το 2900 π.Χ., όπου ο Κινέζος αυτοκράτορας Fu-Hsi αναφέρει την κάνναβη ως δημοφιλές φάρμακο. Η επόμενη ομάδα κεφαλαίων επικεντρώνεται στις φαρμακολογικές και θεραπευτικές δυνατότητες των φυτοκανναβινοειδών (Κεφ. 9, Cascio et al.), στον μηχανισμό του κανναβινοειδούς υποδοχέα CB2 (Κεφ. 10, Onaivi et al.), στις θεραπευτικές ιδιότητες της κανναβιδιόλης, μιας ένωσης ενδιαφέροντος αυτές τις μέρες (Κεφ. 11, Brian Thomas) και αλλεργιογένεση στην κάνναβη (Κεφ. 12, Ajay P. Nayak et al.).

Η βιοτεχνολογία παίζει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό, την διατήρηση και την βελτίωση των φαρμακευτικών φυτών. Ο πολλαπλασιασμός in vitro παρέχει ένα μέσο ισχυρού πολλαπλασιασμού απαλλαγμένων από ασθένειες, χημικά συνεπών παρτίδων επιθυμητού φυτικού υλικού που είναι βασική απαίτηση της φαρμακευτικής βιομηχανίας. Από την άλλη πλευρά, ο πολλαπλασιασμός in vitro ανοίγει επίσης την πόρτα για αλλοιώσεις και τροποποιήσεις στα χημικά συστατικά των φυτών με την χρήση γενετικής μηχανικής. Τα κεφάλαια 13-21 παρέχουν μια εις βάθος συζήτηση σχετικά με τις προσπάθειες πολλαπλασιασμού in vitro, την γενετική και μεταβολική μηχανική, τον χειρισμό ωφέλιμων δευτερογενών μεταβολιτών μέσω της επαγωγής πολυπλοειδίας, ενδοφύτων και φυσικής και χημικής πρόκλησης στα φυτά κάνναβης. Το κεφάλαιο 13 (Lata et al.) συνοψίζει την έρευνα αιχμής που γίνεται στον τομέα του μικροπολλαπλασιασμού της κάνναβης, ενώ στο Κεφ. 14 (Wahby et al.) και Κεφ. 16 (Feeney και Punja) επικεντρώνονται σε διαφορετικές τεχνολογίες μεταφοράς γονιδίων χρησιμοποιώντας καλλιέργειες τριχοειδών ριζών του C. sativa. Κεφ. 15 (Onofri and Mandolino), Κεφ. 17 (Mansouri and Bagheri), Κεφ. 18 (Karlov et al.) και Κεφ. 19 (Punja et al.) τονίζουν την γονιδιωματική και τους μοριακούς δείκτες, την επαγωγή πολυπλοειδίας και τα αποτελέσματά της, την κλασική και μοριακή κυτταρογενετική και την γενετική ποικιλότητα που σχετίζονται με την κάνναβη, αντίστοιχα. Το Κεφάλαιο 20 (Kusari et al.) περιγράφει τα ενδόφυτα της κάνναβης και την εφαρμογή τους στην αναπαραγωγή και την φυσιολογική φυσική κατάσταση, ενώ το Κεφ. 21 (Gorelick and Bernstein) επικεντρώνεται στη χημική και φυσική πρόκληση για ενισχυμένη παραγωγή κανναβινοειδών.

Η ποιότητα της βιομάζας είναι βασική παράμετρος για την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα οποιασδήποτε φυτοφαρμακευτικής ένωσης. Όπως κάθε άλλη γεωργική καλλιέργεια, η βιομάζα της κάνναβης μπορεί να μολυνθεί από διάφορους παράγοντες όπως βαρέα μέταλλα, μικρόβια, φυτοφάρμακα κλπ. Αυτοί οι ρύποι μπορεί να μεταδοθούν από προηγούμενη καλλιέργεια ή από ένα φυτοφάρμακο ή ζιζανιοκτόνο που εκτοξεύεται από παρακείμενο χωράφι ή φυτά που μπορεί να αναπτυχθούν σε μολυσμένο έδαφος. Για την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα του προϊόντος βιομάζας κάνναβης, το τελικό κεφάλαιο (Κεφάλαιο 22, McPartland and McKernan) αυτού του βιβλίου πραγματεύεται τις προσμίξεις που μολύνουν και που προκαλούν ανησυχία για την κάνναβη.

Ήταν χαρά μου να επιμεληθώ αυτό το βιβλίο, κυρίως λόγω της εξαιρετικής συνεργασίας των συντελεστών, της αυστηρής τήρησης των χρονοδιαγραμμάτων και του πλούτου του υλικού που παρέχουν. Εκφράζουμε την ευγνωμοσύνη και τις εγκάρδιες ευχαριστίες μας σε κάθε συγγραφέα για τη γενναιόδωρη προσφορά του χρόνου και της προσπάθειας του. Θέλουμε επίσης να ευχαριστήσουμε την Dr. Christina Eckey, την Dr. Jutta Lindenborn και την κα. Abirami Purushothaman στο Springer Heidelberg, για την υπομονή και την γενναιόδωρη βοήθειά τους. Η Suman Chandra και ο Hemant Lata είναι ιδιαίτερα ευγνώμονες στους γονείς και τα παιδιά τους Rishi και Riddhi για την αγάπη και την υποστήριξή τους. Ο Mahmoud A. ElSohly είναι ευγνώμων στην ομάδα εργασίας του για την κάνναβη για την υποστήριξη και την αφοσίωσή τους στη μελέτη διαφορετικών πτυχών αυτού του σπουδαίου φυτού.

Suman Chandra

Hemant Lata

Mahmoud A. ElSohly

Oxford, MS, USA

Περιεχόμενα

• 1. Ταξινόμηση του φυτού Cannabis sativa L. σε σχέση με την γεωργική, βιοτεχνολογική, ιατρική και ψυχαγωγική χρήση, Ernest Small
• 2. Ιστορία της Κάνναβης ως Φαρμάκου: Ιρλανδοί γιατροί του δέκατου ένατου αιώνα και συσχετισμοί των παρατηρήσεών τους με την σύγχρονη έρευνα, Ethan B. Russo
• 3. Cannabis sativa L.: Βοτανική και φυτοκομία, Suman Chandra, Hemant Lata, Ikhlas A. Khan and Mahmoud A. ElSohly
• 4. Cannabis sativa και Cannabis indica έναντι “Sativa” και “Indica”, John M. McPartland
• 5. Μορφο-ανατομία της κάνναβης (Cannabis sativa L.), Vijayasankar Raman, Hemant Lata, Suman Chandra, Ikhlas A. Khan and Mahmoud A. ElSohly
• 6. Χημικοί και μορφολογικοί φαινότυποι στην καλλιέργεια της Cannabis sativa L., Gianpaolo Grassi and John M. McPartland
• 7. Φυσικά κανναβινοειδή της κάνναβης και μέθοδοι ανάλυσης, Mohamed M. Radwan, Amira S. Wanas, Suman Chandra and Mahmoud A. ElSohly
• 8. Κανναβινοειδή: Βιοσύνθεση και βιοτεχνολογικές εφαρμογές, Supaart Sirikantaramas and Futoshi Taura
• 9. Η φαρμακολογία και το θεραπευτικό δυναμικό των φυτικών κανναβινοειδών, Maria Grazia Cascio, Roger G. Pertwee and Pietro Marini
• 10. Μηχανισμός κανναβινοειδούς υποδοχέα CB2 του Cannabis sativa L., Emmanuel S. Onaivi, Hiroki Ishiguro and Qing-Rong Liu
• 11. Η κανναβιδιόλη ως θεραπεία για επιληπτικές κρίσεις, σπασμούς και επιληψία, Brian F. Thomas
• 12. Αλλεργιογένεση στο Cannabis sativa L. και μέθοδοι αξιολόγησης προσωπικής έκθεσης, Ajay P. Nayak, Brett J. Green, Gordon Sussman and Donald H. Beezhold
• 13. Μικροπολλαπλασιασμός της Cannabis sativa L. – Μια ενημέρωση, Hemant Lata, Suman Chandra, Ikhlas A. Khan and Mahmoud A. ElSohly
• 14. Καλλιέργεια τριχοειδών ριζών ως βιοτεχνολογικό εργαλείο στο C. sativa, Imane Wahby, Juan Manuel Caba and Francisco Ligero
• 15. Γονιδιωματική και μοριακοί δείκτες στο Cannabis sativa L., Chiara Onofri and Giuseppe Mandolino
• 16. Ο ρόλος των τεχνολογιών με την μεσολάβηση agrobacterium και άλλων τεχνολογιών μεταφοράς γονιδίων στην έρευνα και ανάπτυξη προϊόντων κάνναβης, Mistianne Feeney and Zamir K. Punja
• 17. Επαγωγή πολυπλοειδίας και η επίδρασή της στο Cannabis sativa L., Hakimeh Mansouri and Mahsa Bagheri
• 18. Κλασική και μοριακή κυτταρογενετική του Cannabis sativa L., Gennady I. Karlov, Olga V. Razumova, Oleg S. Alexandrov, Mikhail G. Divashuk and Pavel Yu. Kroupin
• 19. Αξιολόγηση της γενετικής ποικιλότητας στο Cannabis sativa με χρήση μοριακών προσεγγίσεων, Zamir K. Punja, Gina Rodriguez and Sarah Chen
• 20. Ενδόφυτα κάνναβης και η εφαρμογή τους στην καλλιέργεια και την φυσιολογική κατάσταση, Parijat Kusari, Souvik Kusari, Michael Spiteller and Oliver Kayser
• 21. Χημική και φυσική πρόκληση για ενισχυμένη παραγωγή κανναβινοειδών στην κάνναβη, Jonathan Gorelick and Nirit Bernstein
• 22. Προσμίξεις που Μολύνουν και που Προκαλούν Ανησυχία για την Κάνναβη: Μικρόβια, βαρέα μέταλλα και φυτοφάρμακα, John M. McPartland and Kevin J. McKernan

(το βιβλίο σε μορφή αρχείου PDF)