Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2022

The effect of cannabinoids in the pathogenesis of neurodegenerative diseases, like Parkinson disease (PD) is discussed. Oxidative stress and mitochondrial impairment are the two most significant pathogenic mechanisms of PD. Cannabidiol (CBD) and tetrahydrocannabinol (THC) induce mitochondrial resting state and thus protect neurons. CBD and THC are used by PD patients to alleviate motoric symptoms. Whether an additional inhibition of glycolysis by e.g. a low carb diet influences CBD/THC consuming patients needs to be investigated. Therefore, I investigated the effect of THC and CBD under partial inhibition of glycolysis in primary neural cell cultures and N18TG2 neuroblastoma cell lines. Primary cell cultures represent an optimal model for PD due to the high expression of vulnerable dopaminergic neurons severely affected by PD. For these experiments, cell cultures were treated for 48h with 10 mM 2-deoxyglucose (2-DG) and either CBD or THC at concentrations between 0.01 μM and 10 μM. Low concentrations of CBD and 10 μM THC decreased the metabolic activity and ATP concentration in primary neural cell cultures. CBD increased the survival of dopaminergic neurons more markedly than THC. CBD is known to exert toxic effects on cancer cells due to its mitochondrial inhibition. Cancer cells can change their metabolism to glycolysis when they are in an energy deficit, called ‘Warburg effect’. This Warburg effect was also observed in our N18TG2 neuroblastoma cells. In the experiments described above, the effects of CBD and 2-DG on cancer cells were investigated. An increased toxicity of CBD could be demonstrated.

Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2022

Die Wirkung von Cannabinoiden in der Pathogenese von neurodegenerativen Erkrankungen, wie Parkinson, werden diskutiert. Oxidativer Stress und die damit verbundene mitochondriale Schädigung sind die beiden bedeutsamsten pathogenen Mechanismen der Parkinson Erkrankungen (PD). Cannabidiol (CBD) und Tetrahydrocannabinol (THC) können die Mitochondrien in einen Ruhezustand versetzen und somit Neurone schützen. CBD und THC werden von PD-Patient*innen teilweise zur Linderung von motorischen Symptomen genutzt. Ob eine zusätzliche Hemmung der Glycolyse, beispielsweise durch eine Low Carb Diät, Auswirkungen auf CBD/THC konsumierende Patient*innen hat, muss untersucht werden. Aus diesem Grund habe ich in meiner Arbeit die Wirkung von THC und CBD unter partieller Hemmung der Glycolyse in Primärzellkulturen und N18TG2 Neuroblastom Zelllinien untersucht. Primärzellkulturen stellen aufgrund des hohen Anteils an vulnerablen, von PD stark betroffenen dopaminergen Neuronen ein optimales Model für die Parkinson Erkrankung dar. Die Zellenkulturen wurden für diese Versuche 48h mit 10 mM 2-Desoxyglucose (2-DG) und entweder CBD oder THC in Konzentrationen zwischen 0.01μM und 10 μM behandelt. CBD in geringen Konzentrationen und 10 μM THC verringerten die metabolische Aktivität und die ATP-Konzentration in Primärzellkulturen. CBD steigerte die Überlebensfähigkeit von dopaminergen Neuronen deutlicher als THC. CBD ist aufgrund der einschränkenden Wirkung auf die mitochondriale Aktivität bekannt dafür toxisch auf Krebszellen zu wirken. Krebszellen können ihren Metabolismus auf die Glycolyse umstellen, wenn ein Energiedefizit vorliegt. Dieser sogenannte Warburg-Effekt wurde ebenfalls in den verwendeten Neuroblastomzellen beobachtet. In den oben beschriebenen Versuchen wurde untersucht, wie die Hemmung der mitochondrialen Aktivität und die Glycolyse auf Krebszellen wirkt. Es konnte eine verstärkte Toxizität von CBD nachgewiesen werden.

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45 Blätter