Therapeutic potential of CB2 receptor agonist, (E)-β-caryophyllene in osteoarthritis model

Osteoarthritis (OA), a common disease in the elderly, is characterized by the progressive loss of articular cartilage, new bone formation, and synovial proliferation. Pain is the key complaint for OA patients and is the driving factor for visiting a primary care physician. Available pharmacological therapies are based on Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs). This therapy is only symptomatic and fails to stop progressive cartilage destruction. Moreover long term NSAIDs administration may casue many unwanted side effects, therefore OA is still classified as serious, painful, chronic and incurable disorder and new solutions are sought. (E)-β-caryophyllene (BCP) is a natural agonist of CB2 receptors with well-established anti-inflammatory properties. A recent study has provided support on the antinociceptive role of CB2 receptor in a model of OA pain. There are also evidences suggesting involvement of opioid system in analgesic effect that we observe after BCP administration. Thus, BCP may be an excellent and safe therapeutic agent to prevent OA-related pain. Intrarticular (i.a.) injection of monosodium iodoacetate (MIA, 1mg/kg) has been used to induce OA in Wistar rats. Pain symptoms were assessed by behavioral test: Kinetic Weight Bearing (KWB). L5 Dorsal Root Ganglia (DRG) and L3-L5 spinal cord tissue was collected to perform RT-qPCR RNA abundance measurement. Significant differences were observed in peak force parameter in KWB test. BCP exerts antinociceptive effect that involves endogenous cannabinoid and opioid systems. Chronic administration of relatively low dose of BCP leads to up-regulation of CB2 receptor in DRG. Chronic administration of higher BCP doses increase CB2 receptor RNA abundance in spinal cord. Considering safety profile of BCP, these results may lead to development of novel OA treatment.

Osteoartroza (OA), jest jedną z najczęstszych chorób układu ruchu osób po 65 roku życia. Choroba objawia się postępującym zanikiem chrząstki stawowej, osteogenezą oraz zapaleniem błony maziowej. Najbardziej dotkliwym symptomem OA jest ból, będący również najczęstszą przyczyną wizyty chorego u lekarza pierwszego kontaktu. Jak do tej pory leczenie pacjentów z OA jest niezadowalające. Dostępne terapie farmaceutyczne opierają się głównie na niesteroidowych lekach przeciwzapalnych (NLPZ), których stosowanie jest symptomatyczne i nie hamuje postępującej degeneracji stawu. Ponadto leki te mogą również wywoływać niepożądane skutki uboczne. OA jest klasyfikowana jako poważna, bolesna, przewlekła i nieuleczalna choroba, dlatego konieczne są poszukiwania nowej skuteczniejszej farmakoterapii. Kanabinoidy od wieków stosowane są w celach terapeutycznych, a w szczególności w leczeniu bólu. Obecnie największą trudnością we wprowadzaniu nowych terapii są działania niepożądane, m.in. efekty psychotropowe zbliżone do działania marihuany. Najnowsze badania skupiają się na opracowaniu terapii pozwalających na ograniczenie skutków ubocznych. (E)-β-kariofilen (BCP) jest naturalnym agonistą receptorów kanabinoidowych typu 2 (CB2) o dobrze udokumentowanym działaniu przeciwzapalnym. Ostatnie badania wskazują na przeciwbolowy profil działania modulatorów receptora CB2, w osteoartrozie. Istnieją również doniesienia o zaangażowaniu receptorów opioidowych w przeciwbólowe działanie BCP, dlatego substancja ta może okazać się doskonałym i bezpiecznym terapeutykiem do przeciwdziałania bólowi związanemu z OA. Do indukcji OA u szczurów rasy Wistar zastosowano wewnątrzstawową iniekcję 1mg/kg jodooctanu sodu (MIA). Celem oceny przeciwbólowego działania BCP przeprowadzono testy behawioralne przy użyciu Kinetic Weight Bearing (KWB) oraz pobrana została tkanka: zwoje rdzeniowe korzenia grzbietowego dochodzące do piątego kręgu lędźwiowego (L5) oraz fragment rdzenia kręgowego na wysokości od trzeciego do piątego kręgu części lędźwiowej (L3-L5), celem sprawdzenia ekspresji genów metodą RT-qPCR. Istotne statystycznie różnice zostały odnotowane w szczytowej sile nacisku łap w teście KWB. Podania BCP w dawce 10 mg/kg (i.p.) skutkowały zwiększeniem ekspresji receptora CB2 w zwojach rdzeniowych korzenia grzbietowego. Podania BCP w dawce 25 mg/kg (i.p.) skutkowały zwiększeniem ekspresji receptora CB2 w rdzeniu kręgowym. Mając na uwadze bezpieczeństwo związane ze stosowaniem BCP, wyniki te mogą prowadzić do powstania nowych terapii OA.