Alerjik astımda kannabinoiderjik sistemin rolü ve TRP kanal ilişkili mekanizmaların araştırılması
Investigation of the cannabinoidergic system's role in allergic asthma and the associated TRP channel mechanisms
Yazar: FATMA UYSAL
Danışman: PROF. DR. SEYFULLAH OKTAY ARSLAN
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Alerji ve immünoloji = Allergy and immunology ; Astım = Asthma ; Hipersensitivite = Hypersensitivity ; Kanabinoidler = Cannabinoids ; Reseptörler = Receptors

Özet:
Astım; solunum yolunda aşırı duyarlılık, inflamasyon ve fizyolojik/yapısal değişikliklerin görüldüğü kronik bir solunum sistemi hastalığıdır. Endokannabinoid sistem, kannabinoid CB1 ve CB2 reseptörleri, endokannabinoid ligandlar ve bunların sentez ve bozunma yolaklarından oluşur. Bu çalışmanın amacı; kannabinoiderjik sistemin alerjik astımda SYİ ve SYAD üzerindeki etkilerini ve bu etkilerde TRP kanal ilişkili mekanizmaların rolünü araştırmaktır.

Balb/c fareler, ovalbümin ile duyarlılaştırılıp provoke edilerek alerjik astım modeli oluşturuldu. CB1 seçici agonist ACEA ve CB2 seçici agonist JWH133 ayrı ayrı gruplara 0.5, 3, 5 mg/kg dozlarında intraperitonal uygulandı. Reseptör antagonizma çalışmaları CB1 antagonist AM251, CB2 antagonist AM630 ve TRPV1 antagonist kapsazepin ile yapıldı. Penh değerleri, metakolin provokasyonu altında, tüm vücut pletismografı ile, in vivo olarak kaydedildi. BAL sıvısında inflamatuvar hücre sayımı yapıldı. Serum pro-inflamatuvar sitokinlerinin düzeyleri ELISA ile ölçüldü. İstatistiksel anlamlılık tek yönlü ANOVA veya Kruskal-Wallis testi kullanılarak belirlendi ve p<0.05 olarak ifade edildi.

Duyarlılaştırılan hayvanlarda inhale ovalbümin provokosyonu, Penh değerlerini, serum IL-4, IL-5, IL-13 düzeylerini, BAL sıvısındaki eozinofil, nötrofil, lenfosit, makrofaj sayılarını ve akciğer dokusundaki inflamasyonu artırdı. JWH133, Penh değerlerini, serum sitokin düzeylerini, BAL sıvısındaki inflamatuvar hücre göçünü ve akciğer dokusundaki inflamasyonu doza bağlı olarak azalttı. AM251, hastalık grubuna göre artan Penh değerlerini, BAL sıvısındaki inflamamatuvar hücre göçünü ve akciğer dokusundaki inflamasyonu düşürdü. ACEA ve JWH133'ün birlikte uygulanması, tek başına JWH133 uygulamasıyla azalan Penh değerlerini, serum sitokin düzeylerini, BAL sıvısındaki inflamatuvar hücre göçünü ve akciğer dokusundaki inflamasyonu artırdı. AM251 ile ACEA'nın birlikte uygulandığı grupta Penh değerleri ve BAL sıvısındaki inflamatuvar hücre göçü, yalnız AM251 uygulanan gruba göre daha yüksek bulundu. AM630 ile JWH133'ün birlikte uygulandığı grupta BAL sıvısındaki inflamatuvar hücre göçü ve serum sitokin düzeyleri, yalnız AM630 uygulanan gruba göre daha düşük bulundu. KPZ+ACEA ve KPZ+JWH133 gruplarında Penh değerleri, BAL sıvısı eozinofil ve lenfosit seviyeleri ve akciğer dokusu inflamasyon skoru hastalık grubuna göre anlamlı derecede daha düşüktü. Ayrıca hastalık grubuna göre KPZ+ACEA grubunda serum IL-4 ve IL-13 düzeyleri ve KPZ+JWH133 grubunda serum IL-5 ve IL-13 düzeyleri daha düşük bulundu.

Bu çalışma, alerjik astımda kannabinoiderjik sistemin önemli bir müdahalesi olduğunu kanıtlamaktadır. CB2 agonizması ve CB1 antagonizması SYAD ile SYİ'yi azaltmakta ve immünmodülatör etki göstermektedir. Kannabinoiderjik sistemin antiastmatik etkisinde, CB1/CB2 reseptörlerinden bağımsız mekanizmalar da rol oynayabilir.

Anahtar Kelimeler: Alerjik astım, CB1 ve CB2 reseptörleri, JWH133, AM251

Abstract:
Asthma is a chronic respiratory system disease in which hypersensitivity, inflammation and physiological/structural changes are seen in the respiratory tract. The endocannabinoid system consists of cannabinoid CB1 and CB2 receptors, endocannabinoid ligands and their synthesis and degradation pathways. The aim of this study is to investigate the effects of the cannabinoidergic system on airway inflammation and airway hypersensitivity in allergic asthma and the role of TRP channel-related mechanisms in these effects.

BALB/c mice were sensitized and provoked with ovalbumin in order to create a model of allergic asthma. CB1 selective agonist ACEA and CB2 selective agonist JWH133 were administered intraperitoneal to separate groups at doses of 0.5, 3, and 5 mg/kg. Receptor antagonism studies were performed with CB1 antagonist AM251, CB2 antagonist AM630 and TRPV1 antagonist capsazepine. Penh values were recorded in vivo by whole-body plethysmograph under methacholine challenge. Inflammatory cell count was performed in bronchoalveolar lavage fluid (BALF). Serum levels of pro-inflammatory cytokines were measured by ELISA. Inflammation in the lung tissue was scored histopathologically. Statistical significance was determined using One-way ANOVA or Kruskal-Wallis test and expressed as p<0.05.

In sensitized animals, provocation with inhaled ovalbumin increased Penh values, serum IL-4, IL-5, IL-13 levels, eosinophil, neutrophil, lymphocyte, macrophage counts in BALF, inflammation in the lung tissue. JWH133 decreased Penh values, serum cytokine levels, inflammatory cell migration in BALF, and inflammation in the lung tissue in a dose-dependent manner. AM251 decreased Penh values, inflammatory cell migration in BALF, and inflammation in the lung tissue region compared to the disease group. Although Penh values, serum cytokine levels, inflammatory cell migration in BALF, and inflammation in the lung tissue ensued from co-administration of ACEA and JWH133 were lower than those in the disease group, they still higher than the values obtained when JWH133 was administered alone. Penh values and inflammatory cell migration in BALF were higher in the AM251 then those in ACEA administered group, in contrast to the group administered AM251 alone. When AM360 then JWH133 were administered, serum cytokine levels and inflammatory cell migration in BALF were lower in comparison to the group that was administered AM630 alone. Penh values, BAL fluid eosinophil and lymphocyte levels and lung tissue inflammation score were significantly lower in the KPZ+ACEA and KPZ+JWH133 groups compared to the disease group. In addition, serum IL-4 and IL-13 levels in the KPZ+ACEA group and serum IL-5 and IL-13 levels in the KPZ+JWH133 group were lower than those in the disease group.

This study proves that there is a significant interference of the cannabinoidergic system in allergic asthma. CB2 agonism and CB1 antagonism reduce airway hyperresponsiveness and inflammation and display immunomodulatory effects. CB1/CB2 receptor-independent factors may also play a role in the observed antiasthmatic effect.

Keywords: Allergic asthma, CB1 and CB2 receptors, JWH133, AM251