Ο ρόλος του ενδογενούς συστήματος των κανναβινοειδών στη συμπεριφορά και στους μηχανισμούς ανταμοιβής: πειραματική μελέτη σε επιμύες

Abstract

In the past few years, there has been a tremendous increase in the number of studies conducted focusing on the endogenous cannabinoid system. These studies have shown that cannabinoids produce numerous therapeutic actions and have led to the approval of some cannabinoid agents for therapeutic purposes. However, due to their possible addictive effects, even today the scientific community seems to be divided regarding the therapeutic development of cannabis and its analogs. Drugs that have euphorigenic effects in humans have been shown to have reinforcing effects in animal experimental models. Also, apart from their addictive and rewarding effects, they seem to stimulate locomotor activity. Nevertheless, it has been difficult to show the rewarding effects of cannabis, and its main psychoactive constituent Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), the CB1 cannabinoid receptor agonists, as well as different endocannabinoid modulators in the experimental animal models used to study the rewarding actions and the addictive effects of psychotropic drugs. The main question of the present study was the investigation of specific cannabinoids (Δ9-THC, selective agonists of the CB1 receptor and modulators of endocannabinoids) on reward and behaviour of experimental animals to test whether these substances possess rewarding effects and in which way they impact upon locomotion. A further purpose of the study was to clarify the role of endogenous cannabinoids and their CB1 receptors on these behaviours. More specifically, the rewarding effects of cannabinoids were accessed by using the dose-response curve of the intracranial self-stimulation paradigm (ICSS) and the motor effects were accessed by using automatic locomotor activity cages. The results of the present study show that Δ9-THC does not have rewarding effects in any of the doses tested. On the contrary, in high doses it causes significant increase of the self-stimulation threshold, which means that it decreases the rewarding effect of the lateral hypothalamus stimulation. This effect is probably mediated through CB1 receptor stimulation. Moreover, selective CB1 receptor agonists do not affect the rewarding efficacy of the self-stimulation in low doses (WIN 55,212-2, CP 55,940 and HU-210), while high doses have an inhibitory effect on reward and either do not affect or decrease the asymptotic rate of responding. Their effect is also probably mediated through CB1 receptor stimulation. Additionally, the intraperitoneal injection of endocannabinoid modulators (ΑΜ-404, PMSF, URB-597 και OMDM-2) either does not affect or increases the self-stimulation threshold by reducing the rewarding efficacy of the stimulation, depending on the dose administered. These results may be attributed to direct or indirect simulation of the CB1 receptor. Most of the doses tested do not affect the asymptotic rate of responding. On the whole, these results show that cannabinoids do not exhibit reinforcing properties on the intracranial self-stimulation paradigm. On the contrary, in high doses they have an inhibiting effect on reward mechanisms. Furthermore, the acute administration of CB1 receptor agonists (WIN 55,212-2) and endocannabinoid modulators (AM-404) either decrease or do not affect locomotor activity. Except for the continuous dispute of the last decades considering the possible reinforcing effects of cannabinoids, it’s worth noting that multiple studies in basic level have shown an interaction of the endogenous cannabinoid system and the rewarding effects of other drugs of abuse, such as opioids, alcohol and nicotine. However, the interactions between cannabinoids and psychostimulants and, more specifically, cocaine have not been intensively studied and, those that have seem to be different from the ones of cannabinoids with other abused drugs. Considering all the above, another important goal of this study was the investigation of the interactions between agonists or modulators of the endogenous cannabinoids and cocaine, as far as it concerns the rewarding effects of cocaine and its stimulatory actions in locomotor behaviour. The results of this study clearly show that acute administration of CB1 receptor agonists (WIN 55,212-2) and endocannabinoid modulators (AM-404) does not affect the rewarding efficacy of the brain self-stimulation, but it decreases the rewarding effects of cocaine on the intracranial self-stimulation paradigm. These results show that cannabinoids may interact with the brain reward system which is responsible for the expression of the acute rewarding effects of drugs of abuse, such as cocaine, and that the endogenous cannabinoid system can serve as a new drug target for the treatment of addiction. Moreover, this study shows that the acute administration of CB1 receptor agonists (WIN 55,212-2) and endocannabinoid modulators (AM-404), even in high doses, does not affect locomotor activity, but it reduces the cocaine-induced hyperlocomotion, an action which is probably mediated through CB1 receptor stimulation. The fact that cannabinoids affect the hyperlocomotor activity of psychostimulants, like cocaine, lead us to positively think that they could be used as therapeutic agents for the treatment of neurological diseases which affect locomotion or even as a symptomatic therapy for the treatment of the psychomotor actions of addictive drugs. In conclusion, these results can change our view on the possible addictive effects and the therapeutic actions of cannabinoids. The possible therapeutic applications of Δ9-THC or its synthetic analogues which directly stimulate the CB1 receptors are reduced due to their various psychotropic effects they certainly have. Because of this, further experimental studies are required, based on new substances that indirectly stimulate CB1 receptors, by increasing, for example, the endogenous cannabinoid levels. These substances can be used as therapeutic targets for the development of new drugs. The results of this study contribute to and call for the increase in intensive research that aims in this direction.

Τα τελευταία χρόνια πραγματοποιούνται όλο και περισσότερες μελέτες πάνω στο σύστημα των ενδογενών κανναβινοειδών. Από τις έρευνες αυτές προκύπτουν δυνητικές θεραπευτικές δράσεις των κανναβινοειδών, που έχουν οδηγήσει ακόμη και στην έγκριση ορισμένων φαρμάκων για θεραπευτικούς σκοπούς. Ωστόσο, λόγω των ψυχοτρόπων ιδιοτήτων της κάνναβης, η επιστημονική κοινότητα ακόμα και σήμερα εμφανίζεται διχασμένη ως προς τη θεραπευτική αξιοποίησή της. Φάρμακα που έχουν ευφοριογόνο δράση στον άνθρωπο έχει βρεθεί ότι έχουν ενισχυτικές ιδιότητες σε πειραματικά πρότυπα ζώων. Επιπλέον, εκτός των ενισχυτικών και εθιστικών ιδιοτήτων τους φαίνεται ότι, τουλάχιστον σε κάποιες δόσεις, διεγείρουν την κινητική συμπεριφορά. Ωστόσο, έχει καταστεί δύσκολο να δειχτούν οι ενισχυτικές ιδιότητες της κάνναβης, και της δραστικής της ουσίας Δ9-τετραϋδροκανναβινόλης (Δ9-THC), των αγωνιστών των CB1 υποδοχέων των κανναβινοειδών, όπως επίσης και διαφόρων ρυθμιστών και τροποποιητών των ενδογενών κανναβινοειδών, στα πειραματικά πρότυπα ζώων με τα οποία μελετάμε τις ενισχυτικές δράσεις και το εξαρτησιογόνο δυναμικό των ψυχοτρόπων ουσιών. Αρχικός σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη συγκεκριμένων κανναβινοειδών (Δ9-THC, εκλεκτικών αγωνιστών των CB1 υποδοχέων, ρυθμιστών και τροποποιητών των ενδογενών κανναβινοειδών) σε διεργασίες ανταμοιβής και στη συμπεριφορά πειραματοζώων, για να διαπιστωθεί αν αυτές οι ουσίες παρουσιάζουν ενισχυτικές ιδιότητες και με ποιο τρόπο επηρεάζουν την κινητική δραστηριότητα. Απώτερος σκοπός ήταν η διαλεύκανση του ρόλου των ενδογενών κανναβινοειδών, καθώς και των CB1 υποδοχέων των κανναβινοειδών σ’ αυτές τις συμπεριφορές. Το σύνολο των μελετών πραγματοποιήθηκε σε άρρενες επίμυες. Η μελέτη της δράσης των κανναβινοειδών στην συμπεριφορά ανταμοιβής έγινε με τη χρήση της μεθόδου μετατόπισης της καμπύλης του προτύπου ενδοκρανιακού αυτοερεθισμού. Η μελέτη της κινητικής συμπεριφοράς έγινε με αυτοματοποιημένα συστήματα καταγραφής. Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης μας η Δ9-THC δεν παρουσιάζει ενισχυτικές δράσεις σε καμία από τις δόσεις που χρησιμοποιήσαμε. Αντίθετα, σε μεγάλες δόσεις προκαλεί σημαντική αύξηση στον ουδό ενδοκρανιακού αυτοερεθισμού, δηλαδή μείωση στην αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης του ερεθισμού του έξω υποθαλάμου. Αυτή η ανηδονική δράση της φαίνεται πως διαμεσολαβείται από τους CB1 υποδοχείς. Επίσης, χαμηλές δόσεις εκλεκτικών αγωνιστών των CB1 υποδοχέων (WIN 55,212-2, CP 55,940 και HU-210) δεν επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης του εγκεφαλικού ερεθισμού, ενώ υψηλότερες δόσεις έχουν ανασταλτική δράση στους μηχανισμούς ενίσχυσης και είτε δεν επηρεάζουν είτε μειώνουν την απόδοση των πειραματοζώων. Τα δεδομένα δείχνουν ότι οι ανηδονικές δράσεις των αγωνιστών των CB1 υποδοχέων που παρατηρούνται σε μεγάλες δόσεις οφείλονται στη διέγερση των CB1 υποδοχέων. Η ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση ρυθμιστών των ενδογενών κανναβινοειδών (ΑΜ-404, PMSF, URB-597 και OMDM-2), είτε δεν επηρεάζει είτε αυξάνει τον ουδό ενδοκρανιακού αυτοερεθισμού, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης του ερεθισμού, ανάλογα με τη δόση χορήγησης. Οι δράσεις αυτές ενδέχεται να οφείλονται σε άμεση ή έμμεση διέγερση των CB1 υποδοχέων. Οι περισσότερες από τις δόσεις χορήγησης δεν επηρεάζουν το μέγιστο ποσοστό αντιδράσεων των πειραματοζώων. Συνολικά τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν ότι τα κανναβινοειδή δεν παρουσιάζουν ενισχυτικές ιδιότητες στο πρότυπο του ενδοκρανιακού αυτοερεθισμού. Αντιθέτως, σε μεγάλες δόσεις έχουν ανασταλτική δράση στους μηχανισμούς ενίσχυσης. Επιπλέον, η οξεία χορήγηση αγωνιστών των CB1 υποδοχέων (WIN 55,212-2) και ρυθμιστών των ενδογενών κανναβινοειδών (ΑΜ-404) είτε μειώνει, είτε δεν επηρεάζει την κινητική συμπεριφορά. Πέραν της συνεχούς αμφισβήτησης των τελευταίων ετών αναφορικά με τις πιθανές ενισχυτικές ιδιότητες των κανναβινοειδών, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν μελέτες σε βασικό επίπεδο που έχουν δείξει ότι το σύστημα των ενδογενών κανναβινοειδών εμπλέκεται στις ενισχυτικές δράσεις των περισσότερων εξαρτησιογόνων ουσιών, όπως τα οπιοειδή, το αλκοόλ και η νικοτίνη. Ωστόσο, οι αλληλεπιδράσεις των κανναβινοειδών με την κοκαΐνη δεν έχουν μελετηθεί ενδελεχώς όσο εκείνες ανάμεσα στα κανναβινοειδή και τις άλλες εθιστικές ουσίες και οι μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί φανερώνουν ότι οι αλληλεπιδράσεις των κανναβινοειδών με την κοκαΐνη παρουσιάζουν διαφορές σε σχέση με άλλες εθιστικές ουσίες. Ένας από τους στόχους της παρούσας διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ αγωνιστών / ρυθμιστών των ενδογενών κανναβινοειδών και κοκαΐνης, τόσο σε ό,τι αφορά στις ενισχυτικές ιδιότητες της κοκαΐνης όσο και στις διεγερτικές δράσεις της στην κινητική συμπεριφορά.