Endocannabinoider i kroppen kan bidra til å bekjempe tarminfeksjoner

Endocannabinoider, signalmolekyler produsert i kroppen som deler funksjoner med kjemikalier som finnes i marihuana, kan stenge gener som er nødvendige for at noen patogene tarmbakterier skal kolonisere, multiplisere, og forårsake sykdom, ny forskning ledet av UT sørvestlige forskere viser.

Funnene, publisert online i dag i Celle , kan bidra til å forklare hvorfor cannabisplanten - den mest potente delen som er marihuana - kan redusere symptomene på ulike tarmtilstander og til slutt føre til nye måter å bekjempe gastrointestinale infeksjoner.

Oppdaget i 1992, endocannabinoider er lipidbaserte nevrotransmittere som spiller en rekke roller i kroppen, inkludert regulering av immunitet, appetitt, og humør. Cannabis og dets derivater har lenge vært brukt for å lindre kroniske gastrointestinale tilstander, inkludert irritabel tarm og inflammatorisk tarmsykdom. Studier har vist at dysregulering av kroppens endocannabinoide system kan føre til tarmbetennelse og påvirke sammensetningen av tarmmikrobiota, bestanden av forskjellige bakteriearter som lever i fordøyelseskanalen.

Derimot, studieleder Vanessa Sperandio, Ph.D., professor i mikrobiologi og biokjemi ved UTSW, sier at det har vært ukjent om endocannabinoider påvirker mottakeligheten for patogene gastrointestinale infeksjoner.

For å hjelpe deg med å svare på dette spørsmålet, Sperandio og hennes kolleger jobbet med mus genetisk endret for å overprodusere det potente pattedyret endocannabinoid 2-arachidonoyl glyserol (2-AG) i forskjellige organer, inkludert tarmene. Når forskerne infiserte disse dyrene og deres umodifiserte søppelkamerater med Citrobacter rodentium, et bakterielt patogen som angriper tykktarmen og forårsaker markert betennelse og diaré, mutantmusene utviklet bare milde symptomer sammenlignet med den mer ekstreme gastrointestinale lidelsen som søppelkameratene viste.

Undersøkelse av mutantdyrens kolon viste langt lavere betennelse og tegn på infeksjon. Disse musene hadde også betydelig lavere avføring av C. rodentium -bakterier og ryddet smitte dager raskere enn deres umodifiserte søppelkamerater. Behandling av genetisk umodifiserte dyr med et stoff som økte nivåene av 2-AG i tarmen ga lignende positive effekter.

Sperandios team fant at økte nivåer av 2 -AG også kan dempe Salmonella typhimurium -infeksjoner hos mus og hindre enterohemorrhagic Escherichia coli - en spesielt farlig gastrointestinal bakterie som infiserer mennesker - for å uttrykke virulensstrekkene som trengs for en vellykket infeksjon.

Motsatt, når forskerne behandlet pattedyrsceller i petriskåler med tetrahydrolipstatin, en sammensetning godkjent av Food and Drug Administration som selges kommersielt som Alli som hemmer 2-AG-produksjon, de ble mer utsatt for bakterielle patogener.

Ytterligere eksperimenter viste at 2-AG utøvde disse effektene på C. rodentium, S. typhimurium, og E. coli ved å blokkere en bakteriell reseptor kjent som QseC. Når denne reseptoren registrerer vertssignalmolekylene epinefrin og noradrenalin, det utløser en molekylær kaskade som er nødvendig for å etablere infeksjon. Å koble denne reseptoren til 2-AG forhindrer at dette virulensprogrammet aktiveres, Sperandio forklarer, bidra til å beskytte mot infeksjon.

Sperandio bemerker at disse funnene kan bidra til å forklare noen av effektene av cannabisbruk på inflammatoriske tarmforhold. Selv om studier har vist at cannabis kan redusere betennelse, nyere forskning har vist at disse forholdene også har en tendens til å ha en bakteriekomponent som kan påvirkes positivt av plante -cannabinoider.

I tillegg, cannabisforbindelser eller syntetiske derivater kan til slutt hjelpe pasienter til å sparke tarmbakterielle infeksjoner uten antibiotika. Dette kan være spesielt nyttig for infeksjoner forårsaket av enterohemorrhagic Escherichia coli, Sperandio sier, som produserer et dødelig giftstoff når det behandles med antibiotika, gjengi disse stoffene ikke bare kontraproduktive, men ekstremt farlige. Fordi mange virulente bakterier som koloniserer områder andre steder i kroppen også har QseC -reseptoren, legger hun til, denne strategien kan brukes mer bredt for å bekjempe en rekke infeksjoner.

Ved å utnytte kraften til naturlige forbindelser produsert i kroppen og i plantene, vi kan til slutt behandle infeksjoner på en helt ny måte. "

Vanessa Sperandio, Ph.D., professor i mikrobiologi og biokjemi ved UTSW

• CHLA -etterforsker mottar 3,4 millioner dollar forskningsstipend for å studere rotavirusvaksine
• Utvidet screeningmetode kan hjelpe til med å oppdage livstruende komplikasjoner hos premature babyer