Marihuana (Cannabis sativa) é uma planta amplamente usada pelo ser humano há séculos e suas várias aplicações têm benefícios importantes. A planta Cannabis sativa tem sido usada pelo homem como comida, em práticas medicinais e rituais religiosos. Seus efeitos incluem analgesia, alteração na percepção, cognição, memória e atividade psicomotora. Os compostos canabinoides têm sido usados na quimioterapia do câncer e AIDS. No entanto, o uso da marijuana é um problema devido aos seus efeitos indesejados, nesse caso, a atividade psicotrópica apresentada pelos compostos canabinoides. Devido ao grande interesse nos efeitos causados pelos compostos extraídos da Cannabis, vários estudos têm sido realizados com o objetivo de melhor entender a relação entre a estrutura química e a atividade biológica de compostos canabinoides, bem como as suas interações com os receptores canabinoides, CB1 e CB2. Ambos são receptores de sete transmembranas (TM) que pertencem à família classe A, como a da rodopsina bovina, dos receptores acoplados à proteína-G (GPCRs). Esta Tese representa um estudo da modelagem molecular do receptor CB1 baseado na estrutura da rodopsina bovina já publicada, uma vez que a maioria dos efeitos terapêuticos dos canabinoides tem sido mostrado serem mediados pelo receptor canabinoide CB1. Esse trabalho fornece, também, uma investigação da interação ligante-receptor e um estudo da ativação do receptor CB1. Ao final, foi feito um estudo de docking a fim de entender as principais interações que ocorrem entre o ∆9 -THC, a principal molécula psicoativa presente na Cannabis, e seu receptor CB1. / Marijuana (Cannabis sativa) is a widely used plant and its various applications have important benefits. The plant Cannabis sativa has been used by man for centuries for eating, medicinal practices and religious rituals. In human subjects, its effects include analgesia, alterations in perceptions, cognition, memory and psychomotor activity. The cannabinoid compounds have been used in the cancer chemotherapy and AIDS, but the use of marijuana is a problem due to its unwanted effects (the psychotropic activity presented by the cannabinoid compounds). Due to the great interest in the effects caused by the compounds extracted from the Cannabis, several studies have been carried out with the aim to better understand the relationship between the chemical structure and the biological activity of cannabinoid compounds, as well as their interaction with the cannabinoid receptors (CB1 and CB2). Both are seven-transmembrane (TM) receptors that belong to the rhodopsin-like family Class A of G protein coupled receptors (GPCRs). This work represents a study of molecular modeling of the CB1 receptor based upon the published bovine rhodopsin structure, once the most of the therapeutic effects of cannabinoids compounds have been shown to be mediated through the CB1 cannabinoid receptor. This work also provides an investigation of the CB1 receptor-ligand interaction and a study of the CB1 receptor activation. A docking study was also performed in order to understand the main interactions that occur between ∆9 -THC, the principal psychoactive molecule present in cannabis, and its receptor CB1.

Marihuana (Cannabis sativa) é uma planta amplamente usada pelo ser humano há séculos e suas várias aplicações têm benefícios importantes. A planta Cannabis sativa tem sido usada pelo homem como comida, em práticas medicinais e rituais religiosos. Seus efeitos incluem analgesia, alteração na percepção, cognição, memória e atividade psicomotora. Os compostos canabinoides têm sido usados na quimioterapia do câncer e AIDS. No entanto, o uso da marijuana é um problema devido aos seus efeitos indesejados, nesse caso, a atividade psicotrópica apresentada pelos compostos canabinoides. Devido ao grande interesse nos efeitos causados pelos compostos extraídos da Cannabis, vários estudos têm sido realizados com o objetivo de melhor entender a relação entre a estrutura química e a atividade biológica de compostos canabinoides, bem como as suas interações com os receptores canabinoides, CB1 e CB2. Ambos são receptores de sete transmembranas (TM) que pertencem à família classe A, como a da rodopsina bovina, dos receptores acoplados à proteína-G (GPCRs). Esta Tese representa um estudo da modelagem molecular do receptor CB1 baseado na estrutura da rodopsina bovina já publicada, uma vez que a maioria dos efeitos terapêuticos dos canabinoides tem sido mostrado serem mediados pelo receptor canabinoide CB1. Esse trabalho fornece, também, uma investigação da interação ligante-receptor e um estudo da ativação do receptor CB1. Ao final, foi feito um estudo de docking a fim de entender as principais interações que ocorrem entre o ∆9 -THC, a principal molécula psicoativa presente na Cannabis, e seu receptor CB1. / Marijuana (Cannabis sativa) is a widely used plant and its various applications have important benefits. The plant Cannabis sativa has been used by man for centuries for eating, medicinal practices and religious rituals. In human subjects, its effects include analgesia, alterations in perceptions, cognition, memory and psychomotor activity. The cannabinoid compounds have been used in the cancer chemotherapy and AIDS, but the use of marijuana is a problem due to its unwanted effects (the psychotropic activity presented by the cannabinoid compounds). Due to the great interest in the effects caused by the compounds extracted from the Cannabis, several studies have been carried out with the aim to better understand the relationship between the chemical structure and the biological activity of cannabinoid compounds, as well as their interaction with the cannabinoid receptors (CB1 and CB2). Both are seven-transmembrane (TM) receptors that belong to the rhodopsin-like family Class A of G protein coupled receptors (GPCRs). This work represents a study of molecular modeling of the CB1 receptor based upon the published bovine rhodopsin structure, once the most of the therapeutic effects of cannabinoids compounds have been shown to be mediated through the CB1 cannabinoid receptor. This work also provides an investigation of the CB1 receptor-ligand interaction and a study of the CB1 receptor activation. A docking study was also performed in order to understand the main interactions that occur between ∆9 -THC, the principal psychoactive molecule present in cannabis, and its receptor CB1.

O sistema canabinóide parece participar de vários processos neurobiológicos, incluindo neuroproteção e plasticidade. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos de ablações retinianas sobre a expressão do receptor canabinóide CB1 e de proteínas estruturais no tecto óptico de pintos pelos métodos de imuno-histoquímica, immunoblotting e PCR em tempo real. Além disso, avaliamos os efeitos do tratamento com agonistas e antagonistas canabinóides em culturas de células do tecto óptico expostas ao NMDA por citometria de fluxo e quanto à morfologia. A ablação retiniana parece gerar um aumento da expressão da proteína CB1 no tecto óptico desaferentado, mas não dos níveis de RNAm. O tratamento das culturas com o agonista canabinóide diminuiu o número de células inviáveis e de DNA fragmentado gerados pelo NMDA. O aumento da expressão de CB1 após a ablação indica uma localização pós-sináptica desses receptores e sugere um papel do sistema canabinóide em processos de plasticidade. Os resultados da cultura de células sugerem um papel neuroprotetor do sistema canabinóide. / The cannabinoid system (CS) seems to have a role in several neurobiological processes, including neuroprotection and neuronal plasticity. The aims of this study were to verify the effects of unilateral retinal ablation on the expression of cannabinoid receptor CB1 and other structural proteins in the optic tectum of chick brain by immunohistochemistry, immunoblotting and real time PCR. Moreover, we evaluated the effects of cannabinoids agonists and antagonists treatment in optic tectum cell cultures exposed to the NMDA by flow cytometry and in the morphology. The retinal ablation seems to generate an increase in the expression of protein CB1 in the deafferented optic tectum, but not in the levels of mRNA. The treatment of the cultures with the cannabinoid agonist decreased the number of unviable cells and fragmented DNAs generated by NMDA. This increase of CB1 expression indicates a post-synaptic localization of these receptors and suggests a role of the CS in plasticity processes. The results of cell culture suggest neuroprotector role of the CS.

O sistema canabinóide parece participar de vários processos neurobiológicos, incluindo neuroproteção e plasticidade. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos de ablações retinianas sobre a expressão do receptor canabinóide CB1 e de proteínas estruturais no tecto óptico de pintos pelos métodos de imuno-histoquímica, immunoblotting e PCR em tempo real. Além disso, avaliamos os efeitos do tratamento com agonistas e antagonistas canabinóides em culturas de células do tecto óptico expostas ao NMDA por citometria de fluxo e quanto à morfologia. A ablação retiniana parece gerar um aumento da expressão da proteína CB1 no tecto óptico desaferentado, mas não dos níveis de RNAm. O tratamento das culturas com o agonista canabinóide diminuiu o número de células inviáveis e de DNA fragmentado gerados pelo NMDA. O aumento da expressão de CB1 após a ablação indica uma localização pós-sináptica desses receptores e sugere um papel do sistema canabinóide em processos de plasticidade. Os resultados da cultura de células sugerem um papel neuroprotetor do sistema canabinóide. / The cannabinoid system (CS) seems to have a role in several neurobiological processes, including neuroprotection and neuronal plasticity. The aims of this study were to verify the effects of unilateral retinal ablation on the expression of cannabinoid receptor CB1 and other structural proteins in the optic tectum of chick brain by immunohistochemistry, immunoblotting and real time PCR. Moreover, we evaluated the effects of cannabinoids agonists and antagonists treatment in optic tectum cell cultures exposed to the NMDA by flow cytometry and in the morphology. The retinal ablation seems to generate an increase in the expression of protein CB1 in the deafferented optic tectum, but not in the levels of mRNA. The treatment of the cultures with the cannabinoid agonist decreased the number of unviable cells and fragmented DNAs generated by NMDA. This increase of CB1 expression indicates a post-synaptic localization of these receptors and suggests a role of the CS in plasticity processes. The results of cell culture suggest neuroprotector role of the CS.