Marijuana and Cannabinoid Research – Methods and Protocols (2005) [Έρευνα Κάνναβης και Κανναβινοειδών – Μέθοδοι και Πρωτόκολλα]

Edited by

Emmanuel S. Onaivi, PhD

Department of Biology

William Paterson University, Wayne, NJ

Πρόλογος

Η κάνναβη παραμένει μια από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ουσίες και ουσίες κατάχρησης στον κόσμο. Η έρευνα σχετικά με την βιολογική βάση των επιπτώσεων της κάνναβης και επομένως της χρησιμότητά της ως φάρμακο, μπορεί να παρεμποδίστηκε από πολλές δεκαετίες παράλογης προκατάληψης και επίσης από την έλλειψη συγκεκριμένων μοριακών εργαλείων και τεχνολογίας. Αλλά η ανακάλυψη συγκεκριμένων γονιδίων που κωδικοποιούν κανναβινοειδείς υποδοχείς (CBrs) που ενεργοποιούνται από την κατανάλωση κάνναβης και ότι το ανθρώπινο σώμα και ο εγκέφαλος παράγει τις δικές του ουσίες που μοιάζουν με αυτές της κάνναβη που ονομάζονται ενδοκανναβινοειδή και ενεργοποιούν επίσης τους CBrs, έχει μετατρέψει την έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών σε κυρίαρχη επιστήμη. Ένας τεράστιος όγκος επιστημονικών στοιχείων υποδεικνύει τώρα την ύπαρξη ενός περίπλοκου και προηγουμένως άγνωστου αλλά πανταχού παρόντος ενδοκανναβινοειδούς συστήματος (ΕΚΣ) φυσιολογικού ελέγχου, του οποίου ο θεμελιώδης ρόλος στην ανθρώπινη ανάπτυξη, την υγεία και τις ασθένειες ξεδιπλώνεται. Αυτό το σύστημα φαίνεται να ασκεί μια ισχυρή ρυθμιστική δράση στην ανάδρομη σηματοδότηση που σχετίζεται με την αναστολή των κανναβινοειδών της συναπτικής μετάδοσης. Η σύμμεικτη δράση και η κατανομή των CBrs στα περισσότερα βιολογικά συστήματα παρέχει στο ΕΚΣ απεριόριστες δυνατότητες σηματοδότησης διασταύρωσης εντός, και πιθανώς μεταξύ, των οικογενειών υποδοχέων που μπορεί να εξηγήσουν τις πολυάριθμες συμπεριφορικές επιδράσεις που σχετίζονται με την κατανάλωση κάνναβης. Η πρόοδος στην έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών έχει ήδη επιλύσει το ζήτημα ότι η χρήση κάνναβης μπορεί να είναι εθιστική σε ευάλωτα άτομα και ότι η αστοχία της υδρολάσης αμιδίου λιπαρού οξέως του ανθρώπου, η οποία αδρανοποιεί τα ενδοκανναβινοειδή (ανανδαμίδιο) και τα σχετικά λιπίδια, σχετίζεται με προβλήματα εξάρτησης από ουσίες και το αλκοόλ. Αυτές και άλλες αξιοσημείωτες προόδους στην κατανόηση των βιολογικών δράσεων της κάνναβης και των κανναβινοειδών έχουν προσφέρει μια πολύ πιο πλούσια από ότι είχε εκτιμηθεί προηγουμένως γονιδιωματική κανναβινοειδών και έθεσαν ορισμένα κρίσιμα ζητήματα σχετικά με τους μοριακούς μηχανισμούς των αλλοιώσεων συμπεριφοράς και βιοχημικών αλλοιώσεων που προκαλούνται από κανναβινοειδή. Αν και αυτές οι εξελίξεις έχουν βελτιώσει την κατανόησή μας για τους μοριακούς μηχανισμούς που σχετίζονται με τις συμπεριφορικές επιδράσεις της χρήσης κάνναβης, η μοριακή ταυτότητα άλλων υποτύπων και μεταφορέων υποδοχέων κανναβινοειδών (εάν υπάρχουν), μαζί με τον αυξανόμενο αριθμό ενδοκανναβινοειδών, θα επιτρέψει συγκεκριμένα θεραπευτική στόχευση διαφορετικών συστατικών του ΕΚΣ στην υγεία και τις ασθένειες.

Ο κύριος στόχος της έρευνας κάνναβης-κανναβινοειδών είναι η ανάπτυξη καλύτερης κατανόησης των φαινομενικά απεριόριστων δυνατοτήτων σηματοδότησης και της ατελείωτης πολυπλοκότητας του ΕΚΣ στο ανθρώπινο σώμα και τον εγκέφαλο με την προσδοκία ότι οι νέες γνώσεις θα συμβάλουν στην αποσαφήνιση αυτού του φυσιολογικού ρυθμιστικού μηχανισμού στην υγεία και ασθένεια. Ο πρωταρχικός στόχος του “Marijuana and Cannabinoid Research: Methods and Protocols” είναι η παροχή πειραματικών πρωτοκόλλων για επιστήμονες που ενδιαφέρονται για την έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών από τα γονίδια μέχρι την συμπεριφορά. Αν και οι επιπτώσεις της χρήσης κάνναβης και οι φαρμακευτικές της εφαρμογές μπορεί να επηρεάζονται από πολλαπλούς γενετικούς παράγοντες, ο ρόλος των περιβαλλοντικών παραγόντων στις συμπεριφορικές και ψυχολογικές επιπτώσεις δεν πρέπει να παραβλέπεται, αν και μπορεί να είναι δύσκολο να αναπαραχθούν σε ζωικά μοντέλα. Ωστόσο, τα ζωικά μοντέλα χρησιμοποιούνται ευρέως για την μελέτη των φυσιολογικών και συμπεριφορικών συσχετισμών των ανθρώπινων διαταραχών. Φυσικά, όπου ισχύει, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιηθεί για την μελέτη των βιοχημικών, φυσιολογικών και συμπεριφορικών επιδράσεων της κάνναβης και των κανναβινοειδών όπως τεκμηριώνεται εδώ.

Οι μέθοδοι και τα πρωτόκολλα που βρέθηκαν χρήσιμα στην έρευνα για την κάνναβη περιγράφονται εδώ από ειδικούς χρησιμοποιώντας τις εξειδικευμένες τεχνικές τους για την επίλυση ζητημάτων από τα γονίδια μέχρι την συμπεριφορά: οι μέθοδοι μοριακής νευροβιολογίας που παρουσιάζουμε περιγράφουν την ανάλυση της δομής, τους πολυμορφισμούς, το μοριακό γονιδιωματικό και τις μελέτες έκφρασης του γονιδίου CB1r και απλότυπους, και την συσχέτιση με την κατάχρηση πολλών ουσιών. Άλλα κεφάλαια περιγράφουν μεθόδους μελέτης του ρόλου των CBrs στην ανοσολογική λειτουργία, εντοπισμού κανναβινοειδών υποδοχέων σε διαφορετικά συστήματα, μελέτης μορφομετρικών κυτταροσκελετικών συστατικών νευρωνικών και αστρογλοιακών κυττάρων μετά από θεραπεία με κανναβινοειδή, οπτικοποίηση επιδράσεων κανναβινοειδών χρησιμοποιώντας απεικόνιση τομής εγκεφάλου και ηλεκτροφυσιολογικές προσεγγίσεις. Για τον προσδιορισμό της υδρόλυσης και μεταφοράς ανανδαμιδίου σε συναπτοσώματα, για την διεξαγωγή CBr και τη διέγερση σύνδεσης [35S]GTPγS σε ομογενοποιήματα μεμβράνης ή άθικτα καλλιεργημένα κύτταρα, για ανάλυση κανναβινοειδών χρησιμοποιώντας τα απομονωμένα από ποντίκια σποραδικά αγγεία, για σχεδιασμό και σύνθεση κανναβινοειδών και ενδοκανναβινοειδών και για την μελέτη in vitro και in vivo των επιδράσεων των κανναβινοειδών σε ζώα συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Είναι δύσκολο να συμπεριληφθούν όλες οι σχετικές τεχνικές και τα διευρυνόμενα ενδιαφέροντα στην πρόσφατη έκρηξη της νέας γνώσης στην έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών. Ορισμένες από τις μεθοδολογίες που περιγράφονται εδώ θα βρουν εφαρμογή πολύ πέρα από την έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών και μπορεί να επεκταθούν στη μελέτη ψυχικών και νευρολογικών διαταραχών, ειδικά επειδή το ΕΚΣ εμπλέκεται πολύπλοκα σε όλες σχεδόν τις βιολογικές διεργασίες του ανθρώπινου σώματος και του εγκεφάλου. Αγκαλιάζουμε με ευφορία και ενθουσιασμό την τρέχουσα έκρηξη νέων πληροφοριών από την έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών με την ελπίδα ότι θα αποκαλύψει τους συγκεκριμένους μηχανισμούς των δράσεων κάνναβης-κανναβινοειδών, που είναι δυνητικά κεντρικής σημασίας στη βιολογία και την θεραπευτική. Το Marijuana and Cannabinoid Research: Methods and Protocols θα πρέπει να μας ανοίξει την όρεξη για περαιτέρω πρωτοποριακή έρευνα που θα οδηγήσει σε βαθύτερη κατανόηση αυτών των ενδιαφέροντων γονιδίων, των παραλλαγών τους και των ρόλων τους στην ευπάθεια σε εθισμούς και άλλες διαταραχές που προκαλούνται από ελλείψεις στον φυσιολογικό έλεγχο του ενδοκανναβινοειδούς συστήματος.

Emmanuel S. Onaivi

Περιεχόμενα

• 1. Μοριακές νευροβιολογικές μέθοδοι στην έρευνα κάνναβης-κανναβινοειδών, George R. Uhl, Hiroki Ishiguro, Emmanuel S. Onaivi, Ping-Wu Zhang, B. Emmanuel Akinshola, Zhicheng Lin, Bruce Hope, Claire M. Leonard, and Qing-Rong Liu
• 2. Πειραματικές μέθοδοι για την μελέτη του ρόλου του περιφερειακού κανναβινοειδούς υποδοχέα στην ανοσολογική λειτουργία, Nancy E. Buckley, Diep Burbridge, Manop Buranapramest, Tanya Ferguson and Renee Y. Paau
• 3. Εντοπισμός κανναβινοειδών υποδοχέων με χρήση μεθόδων ανοσοϋπεροξειδάσης, Guy A. Cabral
• 4. Εντοπισμός mRNA Κανναβινοειδούς Υποδοχέα CB1 με Χρήση Ανιχνευτών Ριβονουκλεοτιδίου: Μέθοδοι για υβριδισμό διπλής και απλής ετικέτας in situ, Andrea G. Hohmann
• 5. Μορφομετρική μελέτη σε κυτταροσκελετικά συστατικά νευρωνικών και αστρογλοιακών κυττάρων μετά από χρόνια θεραπεία με CB1 αγωνιστή, Patricia Tagliaferro, Alberto J. Ramos, Emmanuel S. Onaivi, Sergio G. Evrard, Maite Duhalde Vega and Alicia Brusco
• 6. Οπτικοποίηση των επιδράσεων κανναβινοειδών με χρήση απεικόνισης τομών εγκεφάλου και ηλεκτροφυσιολογικών προσεγγίσεων, Alexander F. Hoffman and Carl R. Lupica
• 7. Μέθοδοι για τη σύνθεση κανναβινεργικών ligands, Ganesh A. Thakur, Spyros P. Nikas, Richard I. Duclos, Jr., and Alexandros Makriyannis
• 8. Σύνδεση κανναβινοειδούς υποδοχέα σε ομογενοποιήματα μεμβράνης και διεγερμένη από κανναβινοειδή σύνδεση [35S]GTPγS σε ομογενοποιημένη μεμβράνη ή άθικτα καλλιεργημένα κύτταρα, Chris Breivogel
• 9. Μέθοδοι δοκιμασίας υδρόλυσης και μεταφοράς ανανδαμιδίου σε συναπτοσωμάτια, Filomena Fezza, Natalia Battista, Monica Bari and Mauro Maccarrone
• 10. Μέθοδοι για την αξιολόγηση των επιδράσεων των κανναβινοειδών και ενδοκανναβινοειδών στις γαστρεντερικές λειτουργίες, Nissar A. Darmani
• 11. Η βιοδοκιμασία των κανναβινοειδών με την χρήση του ποντικιού που έχει απομονωθεί Vas Deferens, Adèle Thomas and Roger G. Pertwee
• 12. Αξιολόγηση της λαχτάρας για κάνναβη με χρήση του ερωτηματολογίου Marijuana Craving Questionnaire, Stephen J. Heishman and Edward G. Singleton
• 13. Μέθοδοι για τη μελέτη των οξέων και χρόνιων επιδράσεων της κάνναβης στις ανθρώπινες συνειρμικές διαδικασίες και στην μνήμη, Robert I. Block
• 14. Μέθοδοι για κλινική έρευνα που περιλαμβάνει χορήγηση κάνναβης, David A. Gorelick and Stephen J. Heishman
• 15. Νευρολογικές αξιολογήσεις χρηστών κάνναβης, Jean Lud Cadet, Karen Bolla and Ronald I. Herning
• 16. Μέθοδοι συμπεριφοράς στην έρευνα κανναβινοειδών, Ester Fride, Alex Perchuk, F. Scott Hall, George R. Uhl and Emmanuel S. Onaivi
• 17. Μέθοδοι για τη μελέτη των επιδράσεων συμπεριφοράς και της έκφρασης των κανναβινοειδών υποδοχέων CB2 και των γονιδιακών μεταγραφών τους στο μοντέλο χρόνιου ήπιου στρες της κατάθλιψης, Emmanuel S. Onaivi, Hiroki Ishiguro, Patel Sejal, Paul A. Meozzi, Lester Myers, Patricia Tagliaferro, Bruce Hope, Claire M. Leonard, George R. Uhl, Alicia Brusco and Eileen Gardner

(το βιβλίο σε μορφή αρχείου PDF)