Układ endokannabinoidowy (ECS), na który oddziałują pochodzące z konopii kannabinoidy, występuje u wszystkich organizmów królestwa zwierząt, z wyjątkiem pierwotniaków i owadów. Jedną z metod badań nad ECS są badania na zwierzętach, z których większość przeprowadzana jest z wykorzystaniem myszy i szczurów. Główną zaletą badań z użyciem gryzoni jest fakt, że w toku wieloletnich doświadczeń udało się wypracować modele będące odpowiednikami fizjologicznych patologicznych stanów występujących w organizmie człowieka. Umożliwia to poznawanie przyczyn licznych zaburzeń, poszukiwanie nowych terapii czy ich porównywanie. Badania z wykorzystaniem ssaków posiadają pewne ograniczenia i wady, które skłaniają naukowców do poszukiwań nowych bardziej uniwersalnych modeli eksperymentalnych z wykorzystaniem innych zwierząt.
DANIO PRĘGOWANY
Danio pręgowane to słodkowodna rybka pochodząca z Azji Południowo-Wschodniej. Charakteryzuje się wąskimi czarno-białymi paskami biegnącymi wzdłuż ciała. Danio pręgowany posiada szereg atrybutów dobrego organizmu modelowego. Należą do nich przede wszystkim małe rozmiary (nawet do 4-5 cm długości), niewielkie wymagania życiowe oraz idąca za tym łatwość w hodowli, zarówno pod kątem laboratoryjnym oraz ekonomicznym. Zapłodnienie zewnętrzne oraz jajorodność dają możliwość zarówno obserwacji zmian zachodzących już na początkowych etapach życia kręgowca, jak i wizualnej oceny wpływu określonych czynników tj. mutacje, toksyny, leki, na osobniki w kilku pokoleniach. Wiele narządów wewnętrznych ryby wykazuje anatomiczne, morfologiczne oraz funkcjonalne podobieństwo do ludzkich, co daje szeroki wachlarz możliwości modelowania chorób związanych z różnymi układami. Analogię wykazują takie organy jak: serce, wątroba, oko, mięśnie, nerki, mózg, trzustka i jelita. Danio pręgowany to organizm modelowy o wszechstronnym zastosowaniu. Posiada on liczne zalety umożliwiające ocenę skuteczności i bezpieczeństwa licznych substancji o potencjalne terapeutycznym, w tym również kannabinoidów.
W opublikowanych przez zespół włoskich naukowców artykule (Pharmaceuticals 2021 r) stwierdzono, że ekstrakt z konopi o pełnym spektrum posiada wysoki profil bezpieczeństwa, nie jest toksyczny dla larw danio pręgowanego i nie wpływa negatywnie na rozwój i przeżycie zarodka. Z kolei naukowcy z University of Alberta (Developmental Neuroscience, 2022) zaobserwowali ekspresję 6 kluczowych receptorów, z którymi wiążą się endokannabinoidy – CB1, CB2, TRPV1, TRPA1A, TRPA1B i GPR55 – w rozwoju zarodków danio pręgowanego. Co ważne, receptory te występują również podczas embrionalnego rozwoju człowieka.. Według autorów odkrycie to będzie podstawą do dalszych badań nad rolą kannabinoidów i ich receptorów we wczesnym rozwoju embrionalnym.
HOMAR
Homar jest kolejnym modelem, który w ostatnim czasie jest wykorzystany w badaniach nad działaniem zawartych w konopi związków. W artykule, który ukazał się w czerwcu 2021r. w Portland Press Herald, przedstawiono pracę naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, którzy postanowili zbadać w jakim stopniu trahydrokannabinolu (THC) wchłania się przez skrzela homara. Autorzy obserwowali także występowanie reakcje na bólu i stres.
Wyniki zostały opublikowane w Pharmacology Biochemistry and Behavior w sierpniu 2021r. gdzie wykazano, iż ekspozycja na THC w postaci pary powodowała zależny od dawki wzrost poziomu THC we wszystkich badanych tkankach homara. Częściowe zanurzenie w ciepłej lub gorącej wodzie u narażanych na THC homarów powodowało jedynie minimalną redukcję bólu.
ZAWISAK TYTONIOWY
Niezwykle interesujące w ostatnim czasie badania zostały przeprowadzone z udziałem zawisaka tytoniowego. W artykule opublikowanym pod koniec 2021r. w Journal of Visualized Experiments przedstawiono zawisaka tytoniowego jako nowy model wykorzystujący owady do przedklinicznych badań nad kannabinoidami. Niezwykły jest fakt, że owady nie mają receptorów kannabinoidowych (CB1 i CB2). Odnotowano jednak, że duże larwy zawisaka posiadają inne receptory zdolne do interakcji z kannabinoidami, w szczególności z kannabidiolem (CBD). Autorzy podkreślają, iż zastosowany przez nich model jest niezwykle istotny z punktu widzenia zrozumienia roli kannabinoidów niezależnie od receptorów kannabinoidowych. W innym artykule, który ukazał się na łamach czasopisma Nature Science Reports wykazali oni, iż gąsienice zawisaka tytoniowego, uważanego za głównego szkodnika na uprawach tytoniu i pomidorów, preferowały rośliny konopi o niskiej zawartości CBD. Potwierdza to hipotezę, że konopie wytwarzają ten związek przynajmniej częściowo, aby chronić się przed roślinożercami owadów. Naukowcy zamierzają kontynuować badania w tym modelu, twierdząc, że stosunkowo krótkie cykle życiowe zawisaka tytoniowego dają możliwość badania wpływu leczenia kannabinoidami na wiele pokoleń homogenicznej populacji, co będzie ogromnym wsparciem dla badań w organizmach wyższych ssaków modelowych.
Modele zwierzęce w szerokim zakresie sprawdzają się w badaniach nad oddziaływaniem produktów konopnych. Wielokrotnie mogą być podstawą do dalszych analiz, które pomogą określić wpływ właściwości konopi na organizm człowieka. Już teraz posłuchajcie o badaniach naszej ekspert dr hab. Justyna Hermanowicz na modelu danio rerio (danio pręgowany).
