Odpowiednie narzędzia chemiczne odegrały kluczową rolę w odkryciu i scharakteryzowaniu układu endokannabinoidowego. Jednakże brak silnych i selektywnych inhibitorów transportu endokannabinoidów uniemożliwił molekularną charakterystykę tego procesu. Inhibitory wychwytu prądu są słabo biodostępne dla ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i słabo selektywne, ponieważ hamują również hydrolazę amidów kwasów tłuszczowych (FAAH), główny enzym rozkładający anandamid. Niewiele badań dotyczyło hamowania wychwytu 2-arachidonoiloglicerolu (2-AG), który jest głównym endokannabinoidem. Tutaj opisujemy bardzo silny i selektywny inhibitor wychwytu zwrotnego endokannabinoidów. Nasze dane wskazują, że można ukierunkować transport endokannabinoidów przez błonę, co prowadzi do ogólnego działania przeciwzapalnego i przeciwlękowego u myszy.
Zewnątrzkomórkowe działanie endokannabinoidów, anandamidu i 2-arachidonoilogliceryny, kończy się w wyniku hydrolizy enzymatycznej po przejściu przez błony komórkowe w wyniku ułatwionej dyfuzji. Brak silnych i selektywnych inhibitorów transportu endokannabinoidów uniemożliwił molekularną charakterystykę tego procesu, utrudniając w ten sposób jego badania biochemiczne i wykorzystanie farmakologiczne. Tutaj przedstawiamy projekt, syntezę chemiczną i profilowanie biologiczne N-podstawionych 2,4-dodekadienamidów pochodzących z produktów naturalnych jako selektywnego inhibitora wychwytu endokannabinoidów. Bardzo silny (IC50 = 10 nM) inhibitor N-(3,4-dimetoksyfenylo)etyloamid (WOBE437) wywierał u myszy wyraźne, zależne od receptora kannabinoidowego działanie przeciwlękowe, przeciwzapalne i przeciwbólowe poprzez zwiększenie poziomu endokannabinoidów. Dostosowana sonda fotopowinowactwa zawierająca diazyrynę (RX-055) pochodząca z WOBE437 nieodwracalnie blokowała transport przez błonę obu endokannabinoidów, zapewniając mechanistyczny wgląd w ten złożony proces. Co więcej, RX-055 wywierał specyficzne dla miejsca działanie przeciwlękowe na fotoaktywację in situ w mózgu. Badanie to opisuje odpowiednie inhibitory ukierunkowane na transport błon endokannabinoidowych i odkrywa alternatywną farmakologię endokannabinoidów.
Układ endokannabinoidowy (ECS) to ogólnonarządowa lipidowa sieć sygnalizacyjna, która moduluje liczne procesy biologiczne, w tym neurotransmisję i funkcje odpornościowe (1, 2). Głównymi endogennymi agonistami [tj. endokannabinoidami (EC)] receptorów kannabinoidowych CB1 i CB2 są lipidy pochodzące z kwasu arachidonowego (AA), 2-arachidonoiloglicerol (2-AG) i N-arachidonoiloetanoloamina [anandamid (AEA)]. Zmienioną sygnalizację EC w mózgu powiązano z nocycepcją (3), uczeniem się i pamięcią (4), stanami lękowymi (5) i depresją (6). Pośrednia modulacja poziomów EC może prowadzić do mniejszej liczby skutków ubocznych niż bezpośrednia aktywacja receptorów CB1 w zakresie neurotransmisji, metabolizmu i immunomodulacji (7).
Agoniści receptora CB1 są nieodłącznie powiązani z silnymi ośrodkowymi skutkami ubocznymi, które są znacznie mniej wyraźne w przypadku zwiększania poziomów EC po zablokowaniu głównych enzymów hydrolitycznych EC, hydrolazy amidu kwasu tłuszczowego (FAAH) i lipazy monoacyloglicerolowej (MAGL). Oprócz ogólnego działania przeciwzapalnego i przeciwbólowego, modulacja stężenia EC w tkankach jest obiecującym podejściem terapeutycznym w leczeniu chorób związanych z ośrodkowym układem nerwowym (OUN) (8, 9). Farmakologiczne strategie leczenia zaburzeń neuropsychiatrycznych skupiają się obecnie na hamowaniu degradacji EC (10). Inhibitory FAAH i MAGL, takie jak odpowiednio URB597 (11) i JZL184 (12), odegrały kluczową rolę w wyjaśnieniu roli AEA i 2-AG w modelach lęku i depresji u gryzoni (6, 12–14). Chociaż AEA i 2-AG mają różne losy wewnątrzkomórkowe, mogą mieć wspólny mechanizm przemieszczania się przez błonę, który jest selektywny dla EC w porównaniu z arachidonianem i innymi N-acyloetanoloaminami (NAE) (15.19). Jednakże, chociaż dla większości celów w ramach ECS dostępne są odpowiednie inhibitory (20), istniejącym inhibitorom wychwytu AEA brakuje siły działania i wykazują słabą selektywność w porównaniu z innymi składnikami ECS, w szczególności FAAH (21, 22).
Biorąc pod uwagę brak odpowiednich inhibitorów, nie jest niespodzianką, że proces wychwytu EC przez komórki pozostał w dużej mierze niescharakteryzowany na poziomie biochemicznym i dlatego jest również przedmiotem dyskusji (21). Tutaj, opierając się na wcześniejszych pracach nad N-alkilo-2,4-dodekadienamidami z Echinacea purpurea (L.) Moench, które, jak wykazano, oddziałują z ECS (22, 23), szereg pochodnych i analogów tych naturalnych nienasyconych kwasów tłuszczowych Zsyntetyzowano amidy kwasów tłuszczowych i zbadano ich wpływ na transport EC. Praca ta zaowocowała identyfikacją (2E,4E)-N-[2-(3,4-dimetoksyfenylo)etylo]dodeka-2,4-dienamidu (WOBE437; 1) jako bardzo silnego i selektywnego inhibitora wychwytu EC, który był szeroko profilowany. Ponadto zaprojektowaliśmy i zsyntetyzowaliśmy sondę fotopowinowactwa RX-055 (2) pochodzącą z WOBE437 jako silny i nieodwracalny inhibitor wychwytu EC, co umożliwiło jednoznaczny wgląd w proces wychwytu.
źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1704065114