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Excessive ethanol consumption, characteristic of alcohol use disorders (AUDs), is associated with widespread neurodegeneration and cognitive and behavioral impairments that may contribute to the chronic and relapsing nature of alcoholism. Therefore, identifying novel targets that can afford neuroprotection will undoubtedly aid current treatment strategies for AUDs. The cannabinoids have been shown to provide neuroprotection in a variety of preclinical models of neurodegeneration; however minimal data is available regarding the use of cannabinoid-based pharmacotherapies for treating ethanol-induced neurodegeneration. Therefore, the current dissertation examined the overarching hypothesis: the cannabinoids are a therapeutic strategy to afford neuroprotection in the context of ethanol-induced neurodegeneration. Importantly, this overarching hypothesis was approached with translational considerations in mind. Specifically, the use of many cannabinoids in the clinic is hindered due to multiple unfavorable pharmacokinetic/pharmacodynamic profiles, including high first pass metabolism and untoward psychoactivity. Therefore, the studies herein were designed to circumvent these PK/PD obstacles. The first set of studies examined whether transdermal delivery of the phytocannabinoid, cannabidiol (CBD), could attenuate binge ethanol induced neurodegeneration. Transdermal CBD afforded neuroprotection in the entorhinal cortex and neuroprotection was similar in magnitude as intraperitoneal administration. The second set of studies found that binge ethanol treatment transiently down-regulated the main CNS cannabinoid receptor, CB1R. Interestingly, these changes were not accompanied by alterations in one of the major endogenous ligands, anandamide (AEA), or other related n-acylethanolamides (NAEs). The latter finding is in contrast to other literature reports demonstrating that endocannabinoid content is substantially elevated in response to a CNS insult. Nevertheless, studies were carried out to determine if administration of the AEA and NAE catabolism inhibitor, URB597, could attenuate binge ethanol induced neurodegeneration. URB597 failed to produce neuroprotection in the entorhinal cortex and dentate gyrus of the hippocampus. However, additional studies found that URB597 failed to elevate AEA in the entorhinal cortex, and in general the biological activity of URB597 was impaired by ethanol exposure. Therefore, with further drug discovery/development efforts, it may be feasible to optimize such treatment strategies. In conclusion, the studies within the current dissertation demonstrated the feasibility of using some cannabinoid-based agents to prevent ethanol-induced neurodegeneration.

A administração sistêmica de canabidiol (CBD), o principal constituinte não psicomimético da Cannabis sativa, induz efeito antidepressivo em modelos préclínicos. O mecanismo de ação do canabidiol, no entanto, permanece pouco conhecido, podendo envolver a ativação de receptores serotoninérgicos do tipo 1A (5-HT1A). Ademais, as estruturas encefálicas envolvidas nesses efeitos permanecem desconhecidas. O córtex pré-frontal medial ventral (CPFmv), dividido em infra-límbico (IL) e pré-límbico (PL), recebe densa inervação serotoninérgica e desempenha importante papel na modulação da resposta emocional ao estresse e na neurobiologia da depressão. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a hipótese de que a administração de canabidiol no CPFmv, diferenciado em PL e IL, produz efeito tipo-antidepressivo por meio da ativação de receptores 5- HT1A. Para tanto, ratos Wistar canulados bilateralmente no CPFmv, receberam CBD (10, 30, 60 nmol/0,2?l) ou veículo intra-PL e CBD (30, 45 e 60nmol/0,2?l) ou veículo intra-IL e foram submetidos ao teste do nado forçado ou ao teste do campo aberto. Outro grupo de animais recebeu microinjeção (intra PL ou IL) do agonista de receptores 5-HT1A, 8-OH-DPAT (5, 10nmol/0,2?l) e foram submetidos aos mesmos testes. Um grupo adicional recebeu um antagonista 5-HT1A, WAY1006365 (10, 30nmol/0,2?l), seguido pela administração de 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) ou CBD (10 nmol0,2?l) intra-PL, ou 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) ou CBD (45 nmol0,2?l) intra-IL, e avaliados no teste do nado forçado. Os resultados demonstraram que a administração de CBD e de 8-OH-DPAT, intra-PL e intra-IL, reduziu significativamente o tempo de imobilidade no teste do nado forçado, um efeito tipoantidepressivo, sem alterar a atividade locomotora dos animais no teste do campo aberto. Além disso, a administração de WAY100635 intra-PL e intra-IL não alterou o tempo de imobilidade per se, mas foi capaz de bloquear os efeitos da administração do CBD e do 8-OH-DPAT. Esses resultados sugerem que a administração local do CBD no CPFmv induz efeito tipo-antidepressivo por meio da ativação de receptores 5-HT1A. Portanto, é possível que o CPFmv esteja envolvido no efeito tipoantidepressivo induzido pelo CBD. / Systemic administration of cannabidiol (CBD), the main non-psychotomimetic constituent of Cannabis sativa, induces antidepressant-like effects in pre-clinical models. The mechanism of action of Cannabidiol, which remains poorly understood, may involve serotonergic type 1A receptors activation (5-HT1A). Furthermore, the brain structures involved in these effects are still unknown. The ventral medial prefrontal cortex (vmPFC), divided in infra-limbic (IL) and pre-limbic (PL) subregions, receives dense serotonergic innervation and plays an important role in the modulation of emotional responses to stress and in the neurobiology of depression. Thus, the aim of this study was evaluate the hypothesis that the administration of cannabidiol into the vmPFC, differentiated into IL and PL, would induce antidepressant-like effect by activating 5-HT1A receptors. Therefore, male Wistar rats with cannulae bilaterally implanted into the Il and PL were given CBD (10, 30, 45, 60 nmol/0,2?l) or vehicle and were submitted to the forced swimming test or to the open field test. Another group of animals received microinjections (intra PL or IL) of the 5- HT1A agonist 8-OH-DPAT (5, 10nmol/0,2?l) and was submitted to the same tests. An additional group received an 5-HT1A antagonist, WAY100635 (10, 30 nmol/0,2?l.), followed by the administration of 8-OH-DPAT (10 nmol/0,2?l) or CBD (10 nmol0,2?l) intra-PL, or 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) or CBD (45 nmol0,2?l) intra- IL, and avaluated in the forced swimming test. The results showed that CBD and 8- OH-DPAT administration, intra-PL and intra-IL, significantly reduced the immobility time in the forced swimming test, an antidepressant-like effect, without changing the locomotor activity of the animals in the open field test. Moreover, the administration of WAY100635, intra-PL and intra-IL, did not change the immobility time per se, but blocked the CBD- and 8-OH-DPAT-induced effects. These results suggest that the local administration of CBD into the vmPFC induces antidepressant-like effects through the activation of 5-HT1A receptors. Therefore, it is possible that the vmPFC is involved in CBD-induced antidepressant-like effect.

As doenças neurodegenerativas (DN) estão entre as principais causas de mortalidade e morbidade nos países ocidentais. Não há ainda um tratamento definitivo para estas neuropatias, mas os estudos têm indicado mecanismos comuns de toxicidade que incluem disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e apoptose. Assim, as mitocôndrias constituem alvos importantes para futuras estratégias de neuroproteção a fim de tratar, prevenir ou até mesmo retardar a neurodegeneração. Neste contexto, o canabidiol (CBD), um constituinte não psicoativo da Cannabis sativa e cuja propriedade neuroprotetora tem sido sugerida por diferentes estudos, surge como uma alternativa bastante promissora. Diferentes mecanismos moleculares podem estar envolvidos na neuroproteção exercida pelo CBD. Embora o potencial efeito benéfico do canabidiol com relação às doenças neurodegenerativas já tenha sido sugerido, não há ainda estudos que abordem precisamente os mecanismos de proteção contra a toxicidade mitocondrial cerebral, evento chave no processo neurodegenerativo. O presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos do CBD em mitocôndrias cerebrais de rato, bem como possíveis mecanismos de neuroproteção. Foram avaliados os seguintes parâmetros: função mitocondrial, estresse oxidativo mitocondrial e transição de permeabilidade de membrana mitocondrial (TPMM). Os resultados obtidos sugerem que o canabidiol é capaz de proteger as mitocôndrias cerebrais contra o intumescimento osmótico induzido por cálcio/fosfato, contra a produção de H2O2 induzida por terc-butil hidroperóxido e contra a peroxidação lipídica induzida por Fe2+ e citrato. A captação mitocondrial de cálcio e a capacidade fosforilativa não foram afetadas. / Neurodegenerative diseases (ND) are among the leading causes of mortality and morbidity in Western countries. There is not a definitive treatment for these neuropathies, but studies have indicated mechanisms of toxicity which include mitochondrial dysfunction, oxidative stress and apoptosis. Therefore, mitochondria are important targets for future neuroprotective strategies to treat, prevent or even slow the neurodegeneration. In this context, cannabidiol (CBD), a constituent of non-psychoactive Cannabis sativa and whose neuroprotective property has been suggested by different studies, emerges as a promising alternative. Different molecular mechanisms may be involved in the neuroprotection exerted by CBD. Although the potential beneficial effects of cannabidiol in relation to neurodegenerative diseases has already been suggested, there are no studies addressing specifically the mechanisms of protection against mitochondrial toxicity brain, a key event in the neurodegenerative process. This study aimed to investigate the effects of CBD on rat brain mitochondria, as well as the mechanisms of neuroprotection. The following parameters were evaluated: mitochondrial function, mitochondrial oxidative stress and permeability transition of the mitochondrial membrane (MPT). The results suggest that cannabidiol can protect brain mitochondria against: the osmotic swelling induced by calcium/phosphate, the production of H2O2 induced by tert-butyl hydroperoxide and the lipid peroxidation induced by Fe2+ and citrate. The mitochondrial calcium uptake and phosphorylative capacity were not affected.

Diante das evidências da existência de um sistema endocanabinóide em humanos, possivelmente disfuncional em transtornos de ansiedade e do crescente interesse terapêutico no uso do canabidiol (CBD), justifica-se um estudo da comparação entre as concentrações plasmáticas do CBD, administrados por via oral na forma de pó e dissolvido em óleo, para que se defina a forma de administração ideal do CBD e sua eficácia terapêutica na dose de 150mg, baseados em estudos cinéticos e dinâmicos (PK/PD). Neste contexto, o estudo investigou 39 voluntários sadios, alocados aleatoriamente em 3 grupos, que receberam 150 mg de CBD, em cápsulas na forma de pó (Grupo 1), dissolvido em óleo de milho (Grupo 2 ) e amido de milho (Grupo placebo). A concentração plasmática do CBD, por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, foi determinada nos tempos: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 4,0 h, após a administração do fármaco. Os instrumentos de avaliação de medidas psicológicas foram: escala analógica de humor (VAMS) e a escala de identificação de ansiedade traço estado (IDATE) e nas medidas fisiológicas foram monitoradas a pressão arterial (PA) e a frequência cardíaca (FC). O teste ansiogênico aplicado foi o Teste de Simulação de Falar em Público (TSFP). No reconhecimento de expressões faciais (REF) foi realizada a tarefa Touch, em indicar a emoção apresentada na expressão do indivíduo. Nos resultados das medidas subjetivas (VAMS e IDATE), não se constatou o efeito ansiolítico; houve elevação da PA sistólica e diastólica e da FC; a intensidade da resposta no REF foi de 93% no Grupo 1 (pó) e de 81% no Grupo 2 (óleo). O pico plasmático médio foi de 20,70±1,68 ng/mL em 2,5h (CBD pó) e CBD em óleo de 82,59±9,52 ng/mL em 2h. Desta forma, este estudo PK/PD demonstrou que a forma farmacêutica ideal para a administração do CBD foi a em óleo e no estudo de dose /resposta, 150mg não possui eficácia terapêutico em relação a ansiedade. / In the face of the existence of an endocannabinoid system in humans, possibly dysfunctional in anxiety disorders and the growing interest in the therapeutic use of cannabidiol (CBD), justified a study comparing plasma concentrations of CBD, administered orally in powder form and dissolved in oil, in ordre to define the optimal mode of administration of the CBD and their therapeutic efficacy at a dose of 150mg, based on dynamic and kinetic studies (PK/PD). In this contexto, the study researched 39 healthy volunteers, allocated randomly in 3 groups, receiving 150 mg of CBD, capsules in powder form (Group 1), dissolved in corn oil (Group 2) and corn starch (placebo group). The plasmatic concentration of CBD was determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry at the times: 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0 h, after administration of the drug. Assessment instruments of psychological measures were: analogical scale mood (VAMS) and scale identification of trait anxiety state (IDATE) and physiological measures were monitored in arterial pressure (PA) and heart rate (HR). The anxiogenic test applied was Simulated Public Speaking (TSFP). In recognition of facial expressions (REF) was performed the task touch, that consists in indicate the emotion shown the facial expression of the individual. The results of subjective measures (VAMS and IDATE) was not found the anxiolytic effect; there was increase of systolic and diastolic pressure and heart frequency; the response intensity in the REF was 93% in group 1 (powder) and 81% in Group 2 (oil). The peak mean plasma was 20.70 ± 1.68 ng / mL (CBD powder) in 2.5 h and 82.59 ± 9.52 ng / mL (CBD in oil) in 2h. Thus, this study PK / PD demonstrated that the ideal pharmaceutical form for administration of the CBD has been in oil and study of dose / response, 150mg has no therapeutic efficacy in relation to anxiety.

Antidepressivos clássicos apresentam uma série de limitações na prática clínica, sendo uma das mais relevantes a latência de 4 a 8 semanas para indução de uma melhora significativa dos sintomas. Existem evidências que canabinóides, como o fitocanabinóide canabidiol (CBD) e o inibidor de degradação da anandamida URB597 (URB) geram efeitos comportamentais semelhantes aos antidepressivos. Canabinóides e antidepressivos podem, inclusive, apresentar mecanismos moleculares em comum. O presente estudo investigou os efeitos comportamentais e neuroplásticos de uma semana de tratamento com a combinação de uma dose do antidepressivo escitalopram (ESC) que gera efeitos comportamentais após 3 semanas de tratamento com doses sub-efetivas de canabinóides em camundongos estressados. Para isso, camundongos C57Bl6 machos foram submetidos ao protocolo de estresse crônico imprevisível (CUS) ou ao protocolo de estresse de derrota social (SDS) por 10 dias. Os animais foram divididos em 7 grupos experimentais (n=8-13; Controle (Não estressado); Veículo (Veí/Veí); ESC 10mg/kg (Esc/Veí); CBD 7,5 mg/kg (Veí/CBD); URB 0,1 mg/kg (Veí/CBD); ESC/CBD; ESC/URB) e foram tratados durante os 7 últimos dias do protocolo de estresse (via i.p.). O tratamento com a combinação de escitalopram e CBD gerou respostas preditivas de um efeito do tipo-antidepressivo no teste de suspensão pela cauda e de um efeito do tipo-ansiolítico no novelty suppressed feeding tanto no modelo de estresse homotípico (SDS) quanto no modelo de estresse heterotípico (CUS). Paralelamente às alterações comportamentais, foi observado que o grupo ESC/CBD apresentou uma maior expressão relativa de sinaptofisina no córtex pré-frontal, evidenciando um possível efeito pró-sinaptogênico da combinação. Esse mesmo tratamento promoveu aumento na expressão de sinaptotagmina e ?-actina no hipocampo. Os resultados encontrados no presente estudo evidenciam que a combinação com CBD pode otimizar a ação do antidepressivo escitalopram. / Despite their widespread use, antidepressant drugs show some limitations in the clinical practice, including a delayed onset of action. Cannabinoid drugs, such as canabidiol (CBD) and the anandamide degradation inhibitor URB597 (URB), have shown behavioral effects that are similar to those induced by antidepressants in preclinical studies. Antidepressants and cannabinoids might even share common mechanisms. This study aimed to evaluate the behavioral and neuroplastic effects of one week of treatment of stressed animals with the combination of sub-effective doses of cannabinoids with 10mg/Kg of escitalopram (ESC)- dose that prevented- stressinduced behavioural changes only after 3 weeks of treatment. Male C57Bl6 mice were subjected to a 10-day protocol of either social defeat stress (SDS) or chronic unpredictable stress (CUS). Animals were divided in 7 experimental groups (n=8-13; Control (Non-stressed); Vehicle (Veh/Veh); ESC 10mg/kg (Esc/Veh); CBD 7,5mg/kg (Veh/CBD); URB 0,1mg/kg (Veh/CBD); ESC/CBD; ESC/URB) and the treatment was conducted during the 7 last days of the stress protocol (via i.p.). The treatment with the combination of ESC and CBD produced responses that are considered predictive of antidepressant-like effects in the tail suspension test and of anxiolytic-like effects in the novelty suppressed feeding in both the homotypic stress (SDS) and the heterotypic stress (CUS) models. In paralel with the bevavioral outcomes, molecular analysis revealed that the ESC/CBD group showed a higher relative expression of synaptophysin in the PFC, suggesting a pro-synaptogenic effect of the combination. Increased relative expression of synaptotagmin and ?-actin in the hippocampus following ESC/CBD treatment were also reported. The results presented in this study provide evidence that the combination with CBD can optimize the action of the antidepressant escitalopram.

Dados pré-clínicos e clínicos indicam que o canabidiol (CBD), um composto não-psicotomimético presente na planta Cannabis sativa, induz efeitos tipo-antipsicóticos. No entanto, poucos estudos em animais de laboratório investigaram as propriedades antipsicóticas do tratamento repetido com CBD. As alterações comportamentais induzidas pelo tratamento repetido com antagonistas dos receptores glutamatérgicos do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) têm sido propostas como um modelo animal de esquizofrenia. Evidências sugerem que uma hipofunção dos receptores NMDA estaria envolvida nos sintomas positivos, bem como nos sintomas negativos e cognitivos da esquizofrenia. Assim, no presente estudo, nós avaliamos se o tratamento repetido com CBD atenuaria as alterações comportamentais e moleculares induzidas pela administração crônica de um desses antagonistas, o MK-801. Camundongos C57BL/6J receberam injeções intraperitoneais diárias de MK-801 (0,1, 0,5 ou 1 mg/kg) durante 14, 21 ou 28 dias. Vinte e quatro horas após a última injeção, os animais foram submetidos ao teste de inibição pelo pré-pulso (PPI). Posteriormente, foi avaliado se o tratamento repetido com CBD (15, 30 e 60 mg/kg) atenuaria o prejuízo no teste de PPI induzido pelo MK-801 (1 mg/kg; por 28 dias). O tratamento com CBD iniciou-se no sexto dia após o início da administração de MK-801 e continuou até o final do tratamento. Nós também avaliamos se o tratamento com CBD atenuaria as alterações comportamentais induzidas pelo MK-801 nos testes de interação social e reconhecimento de objeto. Imediatamente após os testes comportamentais, os cérebros dos animais foram removidos e processados para posterior avaliação de alterações moleculares. Foram avaliadas as alterações na expressão das proteínas FosB/FosB e parvalbumina, um marcador de atividade neuronal e uma proteína de ligação ao cálcio expressa em uma subclasse de interneurônios GABAérgicos, respectivamente. Alterações na expressão do RNAm para o gene da subunidade obrigatória GluN1 do receptor NMDA (GRN1) também foram avaliadas. Adicionalmente, um número crescente de estudos indica que condições neuroinflamatórias e células gliais, como microglia e astrócitos, parecem estar envolvidas na patogênese da esquizofrenia. E, devido ao fato que o CBD, além de suas propriedades antipsicóticas, também induz efeitos anti-inflamatórios e neuroprotetores, nós também avaliamos possíveis alterações na expressão de NeuN (um marcador neuronal), Iba-1 (um marcador de microglia) e GFAP (um marcador de astrócitos) induzidas pelos tratamentos. Os efeitos do CBD foram comparados àqueles induzidos pelo antipsicótico atípico clozapina. A administração de MK-801, na dose de 1 mg/kg, por 28 dias induziu um prejuízo no teste de PPI, um efeito atenuado pelo tratamento repetido com CBD (30 e 60 mg/kg). Adicionalmente, o CBD também foi capaz de atenuar os prejuízos nos testes de interação social e reconhecimento de objeto induzidos pelo MK-801. Além das alterações comportamentais, o tratamento repetido com MK-801 aumentou a expressão da proteína FosB/FosB e diminuiu a expressão da parvalbumina no córtex pré-frontal medial (CPFm). Uma diminuição da expressão do mRNA para GRN1 no hipocampo também foi observada. O tratamento com MK-801 resultou ainda em aumento no número de astrócitos GFAP-positivos no CPFm e na porcentagem de células microgliais Iba-1-positivas apresentando um fenótipo reativo no CPFm e hipocampo dorsal, mas sem alterar o número total de células Iba-1-positivas. Nenhuma alteração no número de células NeuN-positivas foi observada. Assim como para as alterações comportamentais, as alterações moleculares induzidas pelo MK-801 também foram atenuadas pelo CBD. Entretanto, o CBD por si só não induziu qualquer efeito. Além disso, os efeitos do CBD foram semelhantes àqueles induzidos pelo tratamento repetido com clozapina. Estes resultados indicam que o tratamento repetido com o CBD, semelhante à clozapina, atenuou as alterações comportamentais tipo-esquizofrenia e as alterações moleculares observadas após a administração repetida de um antagonista dos receptores NMDA. Estes dados reforçam a proposta de que o CBD possui propriedades antipsicóticas. Embora os possíveis mecanismos de ação envolvidos nesses efeitos não estejam completamente elucidados, eles poderiam envolver as propriedades antiinflamatórias e neuroprotetoras do CBD. Além disso, nossos dados suportam a visão de que a inibição da microglia ativada pode ser benéfica para a melhora dos sintomas da esquizofrenia / Preclinical and clinical data suggest that cannabidiol (CBD), a major non-psychotomimetic compound from Cannabis sativa, induces antipsychotic-like effects. However, the antipsychotic properties of repeated CBD treatment have been poorly investigated. Behavioral changes induced by repeated treatment with glutamate NMDA receptor antagonists have been proposed as an animal model of schizophrenia-like symptoms. Evidence suggests that NMDA receptor hypofunction could be involved, in addition to the positive, also to the negative symptoms and cognitive deficits found in schizophrenia patients. In the present study we evaluated if repeated treatment with CBD would attenuate the behavioral and molecular changes induced by chronic administration of one of these antagonists, MK-801. Male C57BL/6J mice received daily intraperitoneal injections of MK-801 (0.1, 0.5 or 1 mg/kg) for 14, 21 or 28 days. Twenty-four hours after the last injection animals were submitted to the prepulse inhibition (PPI) test. After that, we investigated if repeated treatment with CBD (15, 30 and 60 mg/kg) would attenuate the PPI impairment induced by chronic treatment with MK-801 (1 mg/kg; 28 days). We also evaluate if the repeated CBD treatment would attenuate the MK-801-induced behavioral changes in social interaction and novel object recognition tests. CBD treatment began on the 6th day after the start of MK-801 administration and continued until the end of the treatment. Immediately after the behavioral tests, the mice brains were removed and processed to evaluate molecular changes. We measured changes in FosB/FosB and parvalbumin expression, a marker of neuronal activity and a calcium-binding protein expressed in a subclass of GABAergic interneurons, respectively. Changes in the mRNA expression of the NMDA receptor GluN1 subunit gene (GRN1) were also evaluated. Additionally, an increasing number of data has linked schizophrenia with neuroinflammatory conditions, and glial cells, such as microglia and astrocytes, have become increasingly attractive as candidates accounting for the pathogenesis of schizophrenia. And besides its antipsychotic properties, CBD also induces anti-inflammatory and neuroprotective effects. Thus, we also evaluated changes in NeuN (a neuronal marker), Iba-1 (a microglia marker) and GFAP (an astrocyte marker) expression in the medial prefrontal cortex (mPFC), dorsal striatum, nucleus accumbens core and shell, and dorsal hippocampus by immunohistochemistry. CBD effects were compared to those induced by the atypical antipsychotic clozapine. MK-801 administration at the dose of 1 mg/kg for 28 days impaired PPI responses. Chronic treatment with CBD (30 and 60 mg/kg) attenuated MK801-induced PPI impairment. CBD treatment also attenuated the impairment in social interaction and NOR tests induced by MK-801 treatment. Besides behavioral disruption, MK-801 treatment increased FosB/FosB expression and decreased parvalbumin expression in the mPFC. A decreased mRNA level of GRN1 in the hippocampus was also observed. Repeated MK-801 treatment also increased the number of GFAP-positive astrocytes in the mPFC and increased the percentage of Iba-1-positive microglia cells with a reactive phenotype in the mPFC and dorsal hippocampus without changing the number of Iba-1-positive cells. In addition, no change in the number of NeuN-positive cells was observed. All the molecular changes were attenuated by CBD. CBD by itself did not induce any effect. Moreover, CBD effects were similar to those induced by repeated clozapine treatment. These results indicate that repeated treatment with CBD, similar to clozapine, reverses the psychotomimetic-like effects and attenuates molecular changes observed after chronic administration of an NMDA receptor antagonist. These data reinforce the proposal that CBD may induce antipsychotic-like effects. Although the possible mechanism of action of these effects is still unknown, it may involve CBD anti-inflammatory and neuroprotective properties. Furthermore, our data support the view that inhibition of microglial activation may improve schizophrenia symptoms

Dados pré-clínicos e clínicos indicam que o canabidiol (CBD), um composto não-psicotomimético presente na planta Cannabis sativa, induz efeitos tipo-antipsicóticos. No entanto, poucos estudos em animais de laboratório investigaram as propriedades antipsicóticas do tratamento repetido com CBD. As alterações comportamentais induzidas pelo tratamento repetido com antagonistas dos receptores glutamatérgicos do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) têm sido propostas como um modelo animal de esquizofrenia. Evidências sugerem que uma hipofunção dos receptores NMDA estaria envolvida nos sintomas positivos, bem como nos sintomas negativos e cognitivos da esquizofrenia. Assim, no presente estudo, nós avaliamos se o tratamento repetido com CBD atenuaria as alterações comportamentais e moleculares induzidas pela administração crônica de um desses antagonistas, o MK-801. Camundongos C57BL/6J receberam injeções intraperitoneais diárias de MK-801 (0,1, 0,5 ou 1 mg/kg) durante 14, 21 ou 28 dias. Vinte e quatro horas após a última injeção, os animais foram submetidos ao teste de inibição pelo pré-pulso (PPI). Posteriormente, foi avaliado se o tratamento repetido com CBD (15, 30 e 60 mg/kg) atenuaria o prejuízo no teste de PPI induzido pelo MK-801 (1 mg/kg; por 28 dias). O tratamento com CBD iniciou-se no sexto dia após o início da administração de MK-801 e continuou até o final do tratamento. Nós também avaliamos se o tratamento com CBD atenuaria as alterações comportamentais induzidas pelo MK-801 nos testes de interação social e reconhecimento de objeto. Imediatamente após os testes comportamentais, os cérebros dos animais foram removidos e processados para posterior avaliação de alterações moleculares. Foram avaliadas as alterações na expressão das proteínas FosB/FosB e parvalbumina, um marcador de atividade neuronal e uma proteína de ligação ao cálcio expressa em uma subclasse de interneurônios GABAérgicos, respectivamente. Alterações na expressão do RNAm para o gene da subunidade obrigatória GluN1 do receptor NMDA (GRN1) também foram avaliadas. Adicionalmente, um número crescente de estudos indica que condições neuroinflamatórias e células gliais, como microglia e astrócitos, parecem estar envolvidas na patogênese da esquizofrenia. E, devido ao fato que o CBD, além de suas propriedades antipsicóticas, também induz efeitos anti-inflamatórios e neuroprotetores, nós também avaliamos possíveis alterações na expressão de NeuN (um marcador neuronal), Iba-1 (um marcador de microglia) e GFAP (um marcador de astrócitos) induzidas pelos tratamentos. Os efeitos do CBD foram comparados àqueles induzidos pelo antipsicótico atípico clozapina. A administração de MK-801, na dose de 1 mg/kg, por 28 dias induziu um prejuízo no teste de PPI, um efeito atenuado pelo tratamento repetido com CBD (30 e 60 mg/kg). Adicionalmente, o CBD também foi capaz de atenuar os prejuízos nos testes de interação social e reconhecimento de objeto induzidos pelo MK-801. Além das alterações comportamentais, o tratamento repetido com MK-801 aumentou a expressão da proteína FosB/FosB e diminuiu a expressão da parvalbumina no córtex pré-frontal medial (CPFm). Uma diminuição da expressão do mRNA para GRN1 no hipocampo também foi observada. O tratamento com MK-801 resultou ainda em aumento no número de astrócitos GFAP-positivos no CPFm e na porcentagem de células microgliais Iba-1-positivas apresentando um fenótipo reativo no CPFm e hipocampo dorsal, mas sem alterar o número total de células Iba-1-positivas. Nenhuma alteração no número de células NeuN-positivas foi observada. Assim como para as alterações comportamentais, as alterações moleculares induzidas pelo MK-801 também foram atenuadas pelo CBD. Entretanto, o CBD por si só não induziu qualquer efeito. Além disso, os efeitos do CBD foram semelhantes àqueles induzidos pelo tratamento repetido com clozapina. Estes resultados indicam que o tratamento repetido com o CBD, semelhante à clozapina, atenuou as alterações comportamentais tipo-esquizofrenia e as alterações moleculares observadas após a administração repetida de um antagonista dos receptores NMDA. Estes dados reforçam a proposta de que o CBD possui propriedades antipsicóticas. Embora os possíveis mecanismos de ação envolvidos nesses efeitos não estejam completamente elucidados, eles poderiam envolver as propriedades antiinflamatórias e neuroprotetoras do CBD. Além disso, nossos dados suportam a visão de que a inibição da microglia ativada pode ser benéfica para a melhora dos sintomas da esquizofrenia / Preclinical and clinical data suggest that cannabidiol (CBD), a major non-psychotomimetic compound from Cannabis sativa, induces antipsychotic-like effects. However, the antipsychotic properties of repeated CBD treatment have been poorly investigated. Behavioral changes induced by repeated treatment with glutamate NMDA receptor antagonists have been proposed as an animal model of schizophrenia-like symptoms. Evidence suggests that NMDA receptor hypofunction could be involved, in addition to the positive, also to the negative symptoms and cognitive deficits found in schizophrenia patients. In the present study we evaluated if repeated treatment with CBD would attenuate the behavioral and molecular changes induced by chronic administration of one of these antagonists, MK-801. Male C57BL/6J mice received daily intraperitoneal injections of MK-801 (0.1, 0.5 or 1 mg/kg) for 14, 21 or 28 days. Twenty-four hours after the last injection animals were submitted to the prepulse inhibition (PPI) test. After that, we investigated if repeated treatment with CBD (15, 30 and 60 mg/kg) would attenuate the PPI impairment induced by chronic treatment with MK-801 (1 mg/kg; 28 days). We also evaluate if the repeated CBD treatment would attenuate the MK-801-induced behavioral changes in social interaction and novel object recognition tests. CBD treatment began on the 6th day after the start of MK-801 administration and continued until the end of the treatment. Immediately after the behavioral tests, the mice brains were removed and processed to evaluate molecular changes. We measured changes in FosB/FosB and parvalbumin expression, a marker of neuronal activity and a calcium-binding protein expressed in a subclass of GABAergic interneurons, respectively. Changes in the mRNA expression of the NMDA receptor GluN1 subunit gene (GRN1) were also evaluated. Additionally, an increasing number of data has linked schizophrenia with neuroinflammatory conditions, and glial cells, such as microglia and astrocytes, have become increasingly attractive as candidates accounting for the pathogenesis of schizophrenia. And besides its antipsychotic properties, CBD also induces anti-inflammatory and neuroprotective effects. Thus, we also evaluated changes in NeuN (a neuronal marker), Iba-1 (a microglia marker) and GFAP (an astrocyte marker) expression in the medial prefrontal cortex (mPFC), dorsal striatum, nucleus accumbens core and shell, and dorsal hippocampus by immunohistochemistry. CBD effects were compared to those induced by the atypical antipsychotic clozapine. MK-801 administration at the dose of 1 mg/kg for 28 days impaired PPI responses. Chronic treatment with CBD (30 and 60 mg/kg) attenuated MK801-induced PPI impairment. CBD treatment also attenuated the impairment in social interaction and NOR tests induced by MK-801 treatment. Besides behavioral disruption, MK-801 treatment increased FosB/FosB expression and decreased parvalbumin expression in the mPFC. A decreased mRNA level of GRN1 in the hippocampus was also observed. Repeated MK-801 treatment also increased the number of GFAP-positive astrocytes in the mPFC and increased the percentage of Iba-1-positive microglia cells with a reactive phenotype in the mPFC and dorsal hippocampus without changing the number of Iba-1-positive cells. In addition, no change in the number of NeuN-positive cells was observed. All the molecular changes were attenuated by CBD. CBD by itself did not induce any effect. Moreover, CBD effects were similar to those induced by repeated clozapine treatment. These results indicate that repeated treatment with CBD, similar to clozapine, reverses the psychotomimetic-like effects and attenuates molecular changes observed after chronic administration of an NMDA receptor antagonist. These data reinforce the proposal that CBD may induce antipsychotic-like effects. Although the possible mechanism of action of these effects is still unknown, it may involve CBD anti-inflammatory and neuroprotective properties. Furthermore, our data support the view that inhibition of microglial activation may improve schizophrenia symptoms

Vários estudos indicam que o canabidiol (CBD) apresenta grande potencial terapêutico por possuir propriedades anti-inflamatória, analgésica, anticonvulsivante, anticompulsiva, entre outras. No entanto, o CBD apresenta baixa biodisponibilidade, o que pode comprometer seu uso clínico. Além disso, os múltiplos efeitos farmacológicos do CBD ocorrem por diferentes mecanismos. Nesse sentido, o desenvolvimento de compostos com efeitos semelhantes ao CBD, porém mais potentes e/ou com melhor perfil farmacocinético, seria importante. Assim, no presente estudo, nós avaliamos os efeitos induzidos por um derivado fluorado do CBD, o HU-474, comparando-os com aqueles induzidos pelo CBD. Para isso, camundongos suíços machos foram submetidos a modelos animais sensíveis a drogas anticompulsivas (teste de enterrar esferas) e antinociceptivas (teste da placa quente, contorção abdominal e hiperalgesia inflamatória). Para o estudo dos mecanismos envolvidos nos efeitos destes compostos, foram utilizados os antagonistas dos receptores canabinóides CB1, AM251, e CB2, AM630. Adicionalmente, nós avaliamos se o HU-474 induziria os efeitos clássicos (tétrade canabinóide) observados após a administração de agonistas dos receptores CB1 como hipolocomoção, hipotermia, catalepsia e antinocicepção. Os possíveis efeitos antinociceptivos e da tétrade canabinóide induzidos pelo CBD e HU-474 foram comparados com os efeitos induzidos pelo WIN55,212-2, uma agonista dos receptores CB1/2. Foi observado que o CBD (30 e 60mg/kg) e o HU-474 (10mg/kg) induziram uma diminuição no número de esferas enterradas, efeito comparado ao da fluoxetina e atenuado pelos antagonistas AM251 e AM630. Como esperado, o WIN55,212-2 induziu a tétrade canabinóide, um efeito não observado com o CBD e HU-474. No teste da placa quente o HU-474 (30 mg/kg) e WIN55,212-2 (5mg/kg) induziram efeito antinociceptivo. O pré- tratamento com AM251 e AM630 atenuaram os efeitos do HU-474 e WIN55,212-2. No teste de contorção abdominal induzida pelo ácido acético, o CBD (30 e 90 mg/kg), HU-474 (30mg/kg) e WIN55,212-2 (3 e 5mg/kg) induziram efeito antinociceptivo caracterizado pela redução no número de contorções abdominais. O pré-tratamento com AM251 atenuou o efeito apenas do WIN55,212-2, mas não dos outros compostos. Já o antagonista AM630 não foi capaz de atenuar o efeito de nenhum dos compostos testados. No modelo de hiperalgesia inflamatória induzida por carragenina, o CBD (30 e 90mg/kg), HU-474 (3, 10 e 30mg/kg) e WIN55,212-2 (1mg/kg) foram capazes de diminuir a intensidade de hiperalgesia mecânica, avaliada pelo método de von Frey. Sendo que os efeitos do WIN55,212-2, CBD e HU-474 foram atenuados pelo pré-tratamento com AM251 e AM630. Estes resultados indicam que o HU-474 induz efeitos anticompulsivos semelhantes ao CBD, mas em doses mais baixas, através de mecanismo dependente da ativação dos receptores CB1 e CB2. Além disso, o HU-474 apresentou propriedades antinociceptivas em todos os testes utilizados, em doses semelhantes ou menores que o CBD. Os efeitos antinociceptivos dos três compostos testados foram dependentes da ativação de receptores CB1 e CB2, com exceção do teste de contorção abdominal, onde os efeitos do CBD e HU-474 não foram bloqueados por nenhum dos dois antagonistas testados. Diferente do WIN55,212-2, o CBD e HU-474 não induziram tétrade canabinóide. Esses resultados evidenciaram efeitos mais significativos do HU-474, indicando que a adição de um átomo de flúor a molécula de CBD foi capaz de melhorar o seu perfil farmacológico. Além disso, os resultados com o pré-tratamento com os antagonistas AM251 e AM630 nos permitem sugerir um mecanismo misto, visto que há o envolvimento dos receptores CB1 e CB2. Desse modo, esse novo composto poderia ser uma alternativa terapêutica para o tratamento do transtorno obsessivo-compulsivo, bem como dores agudas em doses menores que o CBD / Cannabidiol (CBD) has several therapeutic properties such as antiinflammatory, analgesic, anticonvulsivant and anticompulsive. These multiple pharmacological effects occur by different mechanisms. However, CBD exhibits low bioavailability, which may compromise its clinical use. Thus, the development of CBD analogues, more powerful and/or better pharmacokinetic profile would be interest. Here, we evaluated the effects of a fluorinated derivative of CBD, HU-474, comparing its effects with those induced by CBD. Male Swiss mice were submitted to animal models predictive to anti-compulsive (marble burying test) and antinociceptive drugs (hot plate, abdominal writhing and inflammatory hyperalgesia test). To study the mechanisms involved in their effects were used antagonist of the cannabinoid receptor CB1(AM251) and CB2 (AM630). We also evaluated whether HU-474 would induce the classic effects (cannabinoid tetrad) observed after the administration of CB1 receptors agonists. The cannabinoid tetrad is characterized by hypolocomotion, hypothermia, catalepsy, and antinociception. The possible antinociceptive effects and cannabinoid tetrad induced by CBD and HU-474 were compared with those induced by WIN55,212-2, a CB1/2 receptor agonist. CBD (30 and 60mg/kg), and HU-474 (10mg/kg) decreased the number of buried marble, an effect compared with fluoxetine an attenuated by AM251 and AM630. As expected, WIN55,212-2 induced the cannabinoid tetrad, an effect that was not observed after CBD or HU-474 administration. In the hot plate test, HU-474 (30mg/kg) and WIN55,212-2 (5mg/kg) induced antinociceptive effect. Pretreatment with AM251 and AM640 attenuated the effects induced by HU-474 and WIN55,212-2. In the abdominal writhing test induced by acetic acid, CBD (30 and 90mg/kg), HU-474 (30mg/kg) and WIN55,212-2 (3 and 5mg/kg) induced antinociceptive effects characterized by a reduction in the number of writhing. Pretreatment with AM251 only attenuated the effect of WIN55,212-2, but not of the other compounds, while AM630 didn\"t attenuated the effect of any of the tested compounds. In an inflammatory hyperalgesia model induced by carrageenan, CBD (30 and 90mg/kg), HU-474 (3, 10 and 30mg/kg) and WIN55,212-2 (1mg/kg) decreased the intensity of mechanical hyperalgesia measured by electronic von Frey method. The effects of all compounds were attenuated by the pretreatment with AM251 and AM630. These results indicate that HU-474 exhibits anti-compulsive effects similar to CBD, but at lower doses, through a mechanism dependent of the activation of CB1 and CB2 receptors. Furthermore, HU-474 showed antinociceptive properties in all tests at similar or lower doses than CBD. The antinociceptive effects of the three compounds tested were dependent on the activation of CB1 and CB2 receptors, excepted to the writhing test, where the effects of CBD and HU-474 were not attenuated by any of the two antagonists tested. Moreover, unlike WIN55,212-2, CBD and HU- 474 didn\'t induce cannabinoid tetrad. These results showed more significant effects of HU-474, indicating that the addition of fluoride improved the pharmacological profile of CBD. Furthermore, the results with pretreatment with the antagonist AM251 and AM630 allow us to suggest that these effects involve the activation of CB1 and CB2 receptors. Thus, this new compound could be a therapeutical alternative for the treatment of obsessive-compulsive disorder and acute pain in lower doses than CBD

Antidepressivos clássicos apresentam uma série de limitações na prática clínica, sendo uma das mais relevantes a latência de 4 a 8 semanas para indução de uma melhora significativa dos sintomas. Existem evidências que canabinóides, como o fitocanabinóide canabidiol (CBD) e o inibidor de degradação da anandamida URB597 (URB) geram efeitos comportamentais semelhantes aos antidepressivos. Canabinóides e antidepressivos podem, inclusive, apresentar mecanismos moleculares em comum. O presente estudo investigou os efeitos comportamentais e neuroplásticos de uma semana de tratamento com a combinação de uma dose do antidepressivo escitalopram (ESC) que gera efeitos comportamentais após 3 semanas de tratamento com doses sub-efetivas de canabinóides em camundongos estressados. Para isso, camundongos C57Bl6 machos foram submetidos ao protocolo de estresse crônico imprevisível (CUS) ou ao protocolo de estresse de derrota social (SDS) por 10 dias. Os animais foram divididos em 7 grupos experimentais (n=8-13; Controle (Não estressado); Veículo (Veí/Veí); ESC 10mg/kg (Esc/Veí); CBD 7,5 mg/kg (Veí/CBD); URB 0,1 mg/kg (Veí/CBD); ESC/CBD; ESC/URB) e foram tratados durante os 7 últimos dias do protocolo de estresse (via i.p.). O tratamento com a combinação de escitalopram e CBD gerou respostas preditivas de um efeito do tipo-antidepressivo no teste de suspensão pela cauda e de um efeito do tipo-ansiolítico no novelty suppressed feeding tanto no modelo de estresse homotípico (SDS) quanto no modelo de estresse heterotípico (CUS). Paralelamente às alterações comportamentais, foi observado que o grupo ESC/CBD apresentou uma maior expressão relativa de sinaptofisina no córtex pré-frontal, evidenciando um possível efeito pró-sinaptogênico da combinação. Esse mesmo tratamento promoveu aumento na expressão de sinaptotagmina e ?-actina no hipocampo. Os resultados encontrados no presente estudo evidenciam que a combinação com CBD pode otimizar a ação do antidepressivo escitalopram. / Despite their widespread use, antidepressant drugs show some limitations in the clinical practice, including a delayed onset of action. Cannabinoid drugs, such as canabidiol (CBD) and the anandamide degradation inhibitor URB597 (URB), have shown behavioral effects that are similar to those induced by antidepressants in preclinical studies. Antidepressants and cannabinoids might even share common mechanisms. This study aimed to evaluate the behavioral and neuroplastic effects of one week of treatment of stressed animals with the combination of sub-effective doses of cannabinoids with 10mg/Kg of escitalopram (ESC)- dose that prevented- stressinduced behavioural changes only after 3 weeks of treatment. Male C57Bl6 mice were subjected to a 10-day protocol of either social defeat stress (SDS) or chronic unpredictable stress (CUS). Animals were divided in 7 experimental groups (n=8-13; Control (Non-stressed); Vehicle (Veh/Veh); ESC 10mg/kg (Esc/Veh); CBD 7,5mg/kg (Veh/CBD); URB 0,1mg/kg (Veh/CBD); ESC/CBD; ESC/URB) and the treatment was conducted during the 7 last days of the stress protocol (via i.p.). The treatment with the combination of ESC and CBD produced responses that are considered predictive of antidepressant-like effects in the tail suspension test and of anxiolytic-like effects in the novelty suppressed feeding in both the homotypic stress (SDS) and the heterotypic stress (CUS) models. In paralel with the bevavioral outcomes, molecular analysis revealed that the ESC/CBD group showed a higher relative expression of synaptophysin in the PFC, suggesting a pro-synaptogenic effect of the combination. Increased relative expression of synaptotagmin and ?-actin in the hippocampus following ESC/CBD treatment were also reported. The results presented in this study provide evidence that the combination with CBD can optimize the action of the antidepressant escitalopram.