Paper del receptor de cannabinoides 1 (CB1) a la Cirrosi experimental. Efecte del bloqueig de CB1 sobre les complicacions de la cirrosi

Abstract

La cirrosi és una malaltia crònica, difusa i considerada irreversible, caracteritzada per l’alteració de l’arquitectura vascular hepàtica provocada pel reemplaçament del teixit parenquimàtic per teixit fibròtic, així com per l’aparició de nòduls de regeneració. Aquesta destrucció del teixit hepàtic i la seva substitució per teixit fibrós provoca un augment marcat de la resistència al flux de la vena porta, així com una greu alteració de la funció hepàtica. A més d’un risc augmentat d’aparició de càncer hepàtic, les complicacions més freqüents i potencialment mortals de la cirrosi, associades a la hipertensió portal, són l’hemorràgia digestiva, l’ascites i trastorns de la funció renal, les infeccions bacterianes i l’encefalopatia hepàtica. S’han utilitzat diverses estratègies terapèutiques per evitar o disminuir la gravetat de les complicacions de la cirrosi, tot i que en la majoria de casos la seva eficàcia és escassa o presenten contraindicacions. És important doncs desenvolupar altres estratègies dirigides a evitar o revertir el dany hepàtic. Considerem, en aquesta línia, que el sistema endocannabinoide de senyalització podria ser una bona diana terapèutica. Aquest sistema està format per cannabinoides endògens, així com pels seus receptors específics (CB1, CB2 i altres) i els seus enzims de síntesi i degradació. El desenvolupament de molècules agonistes i antagonistes selectives d’aquests mediadors ha permès conèixer la seva acció biològica i assajar possibles tractaments de diverses malalties, entre elles les complicacions associades a la cirrosi. Concretament el bloqueig del receptor CB1 mitjançant l’antagonista rimonabant ha mostrat, en diversos estudis, efectes beneficiosos en la progressió de la fibrosi, alteracions hemodinàmiques i formació d’ascites, sobretot en administració aguda o pretractament a llarg termini. A més, en estudis experimentals d’encefalopatia hepàtica per dany hepàtic fulminant, s’han observat millores a les funcions neurològiques, dosi-depenents de l’administració d’antagonistes del receptor CB1. Tot i que l’expressió de CB1 de cèl·lules de Kupffer i estelades està augmentada en fetges cirròtics, podria ser que els hepatòcits també estiguessin implicats de manera rellevant a través de l’activació dels seus receptors CB1 a la progressió de la fibrosi. Així doncs, l’objectiu principal d’aquesta tesi fou investigar l’efecte del tractament a llarg termini amb rimonabant en un model de cirrosi avançada, sobre la fibrosi i la cirrosi, avaluar el seu efecte sobre l’incidència de translocació bacteriana, l’hemodinàmica sistèmica i en el desenvolupament d’encefalopatia hepàtica en rates cirròtiques ascítiques, així com establir el paper del receptor CB1 dels hepatòcits sobre la progressió de la fibrosi. Per aquest motiu es va dissenyar un primer estudi experimental in vivo en el que es va administrar rimonabant a llarg termini a rates cirròtiques amb ascites per tal de valorar l’efecte sobre la progressió de la cirrosi, i sobre les complicacions associades, com les alteracions hemodinàmiques, la translocació bacteriana i l’encefalopatia hepàtica. Un segon estudi in vitro amb cultius primaris de hepatòcits de rates cirròtiques ens va permetre avaluar el paper dels hepatòcits i la seva relació amb el sistema endocannabinoide de senyalització en la progressió de la cirrosi. D’acord amb els resultats obtinguts d’aquests dos estudis vam poder concloure que el tractament a llarg termini amb rimonabant disminueix la fibrosi i millora l’hemodinàmica esplàcnica i sistèmica així com alguns paràmetres de funció hepàtica. Això s’associa amb una reducció de la translocació bacteriana. A més, redueix l’amoni cerebral i l’edema cerebral de baix grau. Rimonabant podria ser útil per algunes de les complicacions associades a la cirrosi com les infeccions bacterianes i l’encefalopatia hepàtica. Pel que fa al paper dels hepatòcits a la cirrosi experimental per tetraclorur de carboni, sembla que aquest seria limitat.

Cirrhosis is a chronic disease characterized for the alteration of hepatic vascular architecture due to the replacement of parenchymal tissue with fibrotic tissue. This hepatic tissue destruction and its substitution with fibrotic tissue leads to the increased resistance to portal vein flow and to serious alteration of hepatic function. Aside from development of hepatic cancer, the most common complications of cirrhosis, associated to portal hypertension, are gastrointestinal bleeding, ascites and renal malfunction, bacterial infections and hepatic encephalopathy. Several therapeutic strategies had been used to avoid or decrease severity of cirrhosis complications, although its effectiveness is low or they present contraindications. Therefore, there is a need of new strategies than avoid or revert hepatic damage. Considering this, the endocannabinoid system of signaling could represent a new therapeutic target. This system is composed by endogen cannabionids, their specific receptors (CB1, CB2 and others) as well as by the respective synthesis and degradation enzymes. The development of selectives agonists and antagonists for these molecules enabled to learn about their biological activity as well as to test their use as a treatment on different diseases, among them cirrhosis. Specifically the blockade of CB1 receptor by its antagonist rimonabant has show to be beneficial in the progression of fibrosis, hemodynamic alterations and ascites formation, mainly in acute administration or long term pretreatment experimental studies. Further, in hepatic encephalopathy experimental studies by means of fulminant liver damage, improvement on neurological functions when administering CB1 receptor antagonists has been reported. Even if CB1 expression on Kupffer cells and stellate cells is increased in cirrhotic livers, hepatocytes may as well be involved in fibrosis progression through CB1 receptor activation. So, the aim of the present thesis was assess the effect of Rimonabant long-term administration on fibrosis and cirrhosis, bacterial translocation, hemodynamic alterations and hepatic encephalopathy development in ascitic cirrhotic rats, as well as to establish the role of hepatocyte receptor CB1 on progression of fibrosis. To do so, firstly an in vivo experimental study was designed. In this study we administered rimonabant for a ten days to cirrhotic ascitic rats in order to assess its effect on cirrhosis progression and its associated complications. Secondly, an in vitro study with primary cultured hepatocytes from cirrhotic rats allowed as to assess the role of hepatocytes and their relations with the endocannabinoid system regarding progression of cirrhosis. According to our results, long-term rimonabant administration improves fibrosis, splachnic and systemic vasodilatation and some liver function parameters. This is associated with a reduction in bacterial translocation incidence. Moreover, long-term treatment reduces brain ammonia leading to a decrease of low grade brain edema. Rimonabant could be a useful therapy for some complications associated with cirrhosis such as bacterial infections and hepatic encephalopathy. In terms of the role of hepatocytes on experimental cirrhosis by carbon tetrachloride, it seems it is not relevant.