Wirkstoff in Cannabis schützt alternde Gehirnzellen

Wirkstoff in Cannabis schützt alternde Gehirnzellen

Forscher von Salk haben herausgefunden, dass Cannabinol die mitochondriale Funktion bewahrt und oxidative Schäden an Zellen verhindert

LA JOLLA – Jahrzehntelange Forschung zu medizinischem Cannabis konzentrierte sich auf die Verbindungen THC und CBD in klinischen Anwendungen. Über die therapeutischen Eigenschaften von Cannabinol (CBN) ist jedoch weniger bekannt. Nun zeigt eine neue Studie von Salk-Wissenschaftlern, wie CBN Nervenzellen vor oxidativen Schäden schützen kann, einem wichtigen Weg zum Zelltod. Die Ergebnisse wurden am 6. Januar 2022 online in der Zeitschrift veröffentlicht Freie Radikale Biologie und Medizindeuten darauf hin, dass CBN das Potenzial hat, altersbedingte neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer zu behandeln.

„Wir haben herausgefunden, dass Cannabinol Neuronen vor oxidativem Stress und Zelltod schützt, zwei der Hauptverursacher von Alzheimer“, sagt der leitende Autor Pamela Maher, Forschungsprofessor und Leiter des Cellular Neurobiology Laboratory von Salk. „Diese Entdeckung könnte eines Tages zur Entwicklung neuer Therapeutika zur Behandlung dieser Krankheit und anderer neurodegenerativer Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit führen.“

CBN wird aus der Cannabispflanze gewonnen und ist molekular dem THC ähnlich, ist jedoch nicht psychoaktiv. Es wird auch weniger stark von der FDA reguliert. Frühere Untersuchungen von Mahers Labor ergaben, dass CBN neuroprotektive Eigenschaften hat, es war jedoch nicht klar, wie es funktioniert. Diese neue Studie erklärt nun den Mechanismus, durch den CBN Gehirnzellen vor Schäden und Tod schützt.

Mahers Team untersuchte den Prozess der Oxytose, auch Ferroptose genannt, der vermutlich im alternden Gehirn auftritt. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Oxytose eine Ursache für die Alzheimer-Krankheit sein könnte. Oxytose kann durch den allmählichen Verlust eines Antioxidans namens Glutathion ausgelöst werden, was durch Lipidoxidation zur Schädigung neuronaler Zellen und zum Tod führt. In der Studie behandelten die Wissenschaftler Nervenzellen mit CBN und führten anschließend ein Mittel ein, um oxidative Schäden zu stimulieren.

Sie fanden außerdem heraus, dass das CBN seine Wirkung entfaltet, indem es die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, in den Neuronen schützt. In geschädigten Zellen führte die Oxidation dazu, dass sich die Mitochondrien wie Donuts zusammenrollten – eine Veränderung, die auch bei alternden Zellen beobachtet wurde, die aus dem Gehirn von Menschen mit Alzheimer-Krankheit entnommen wurden. Die Behandlung von Zellen mit CBN verhinderte das Zusammenrollen der Mitochondrien und sorgte dafür, dass sie gut funktionierten.

Um die Wechselwirkung zwischen CBN und Mitochondrien zu bestätigen, wiederholten die Forscher das Experiment dann in Nervenzellen, denen die Mitochondrien entfernt worden waren. In diesen Zellen zeigte CBN seine schützende Wirkung nicht mehr.

„Wir konnten direkt zeigen, dass die Aufrechterhaltung der Mitochondrienfunktion speziell für die Schutzwirkung der Verbindung erforderlich ist“, sagte Maher.

In einem weiteren wichtigen Ergebnis zeigten die Forscher, dass CBN keine Cannabinoidrezeptoren aktiviert, die für die Auslösung einer psychoaktiven Reaktion durch Cannabinoide erforderlich sind. Somit würden CBN-Therapeutika wirken, ohne dass der Einzelne „high“ wird.

„CBN ist keine kontrollierte Substanz wie THC, die psychotrope Verbindung in Cannabis, und es gibt Beweise dafür, dass CBN bei Tieren und Menschen sicher ist. Und da CBN unabhängig von Cannabinoidrezeptoren wirkt, könnte CBN auch in einer Vielzahl von Zellen mit großem therapeutischem Potenzial wirken“, sagt Erstautor Zhibin Liang, Postdoktorand im Maher-Labor.

Neben Alzheimer haben die Ergebnisse Auswirkungen auf andere neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson, die ebenfalls mit Glutathionverlust verbunden sind. „Mitochondriale Dysfunktion ist mit Veränderungen in verschiedenen Geweben verbunden, nicht nur im Gehirn und beim Altern. Die Tatsache, dass diese Verbindung in der Lage ist, die Mitochondrienfunktion aufrechtzuerhalten, lässt darauf schließen, dass sie über den Kontext der Alzheimer-Krankheit hinaus weitere Vorteile haben könnte“, sagte Maher.

Maher fügt hinzu, dass die Studie die Notwendigkeit weiterer Forschung zu CBN und anderen weniger untersuchten Cannabinoiden zeigt. Als nächsten Schritt arbeitet Mahers Team daran, ihre Ergebnisse in einem präklinischen Mausmodell zu reproduzieren.

Weitere Autoren der Studie sind David Soriano-Castell, Devin Kepchia, Antonio Currais und David Schubert von Salk; und Brendan Duggan von der University of California San Diego.

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health, dem Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research am Salk Institute, einem Innovation Award des Salk Institute, der Shiley Foundation, der Bundy Foundation und der University of California San Diego finanziert.

DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.01.001