Pharmakologische Modulation des CB1-Rezeptors im Abcb4-/- Mausmodell für Cholestase

Abstract

Hintergrund: Chronische Lebererkrankungen sind auf Grund hoher Prävalenz und Morbidität von großer gesundheitlicher Relevanz. Die gemeinsame Endstrecke dieser Erkrankungen stellt die Entwicklung von Leberinflammation, -fibrose und zirrhose dar. An den Folgeerkrankungen wie der portalen Hypertension und dem hepatozellulären Karzinom sterben jährlich weltweit über 740.000 Menschen. Diese Zahl demonstriert die Notwendigkeit der Etablierung neuer und effektiver Therapieoptionen. Durch die Entfernung der Ursache kann in Einzelfällen selbst bei fortgeschrittener Leberzirrhose eine Regeneration der geschädigten Leber erfolgen. Ist dies nicht möglich, besteht bis heute keine effektive Therapie. Anhand verschiedener Modelle für akute und chronische Lebererkrankungen konnte gezeigt werden, dass das Endocannabinoidsystem über die Rezeptoren CB1 und CB2 an der Modulation inflammatorischer, fibrotischer, metabolischer und Karzinogenese-assoziierter Signalwege beteiligt ist. Arbeitshypothese: Die Cholestase im Abcb4-/- Mausmodell wird durch die pharmakologische Antagonisierung des CB1-Rezeptors verzögert bzw. aufgehalten. Material und Methoden: Männliche Abcb4-/--Mäuse wurden nach Absetzen vom Muttertier bis zu einem Alter von 16 Wochen oral mit Rimonabant (Antagonist des CB1-Rezeptors) bzw. ACEA (Agonist des CB1-Rezeptors) behandelt. Nach Tötung der Tiere wurden Leber, Serum und abdominales Fett isoliert und mittels Serumanalytik, qRT-PCR, Western Blot und Immunhistochemie untersucht. Als Kontrolle dienten unbehandelte Abcb4-/- Mäuse und BALB/c Wildtypen. Ergebnisse: Die herabgesetzte Aktivierung des Cannabinoidsystems bei CB1-Antagonismus wurde durch die geringere Expression von srebp-1c bestätigt. Cholestase spezifische Symptome, wie Leberschädigung, Gallengangsproliferation und Gallensäurefreisetzung wurden durch die Antagonisierung des CB1 verringert. In der Rimonabant behandelten Gruppe zeigte sich außerdem eine verringerte Akute-Phase-Reaktion. Das Ausmaß der hepatischen Fibrose wurde durch Agonisierung des CB1 Rezeptors gesteigert, während die Antagonisierung keine eindeutige Regulation Fibrose-assoziierter Marker auf Proteinebene aufzeigte. Der in Abcb4-/- Mäusen aktivierte Karzinogenese-assoziierte JNK1-Signalweg wurde durch CB1 Antagonisierung auf Wildtyp-Niveau gesenkt. Schlussfolgerung: Zusammenfassend konnte durch die vorliegende Arbeit erstmalig im Abcb4-/- Mausmodell für Cholestase der protektive Effekt der CB1-Antagonisierung bei chronischer Leberschädigung gezeigt und der mögliche therapeutische Nutzen zur Verhinderung von Leberinflammation, -fibrose und karzinogenese bestätigt werden. Background: Chronic liver diseases are exceedingly relevant due to their high prevalence and mortality rates. Their common progression leads to the development of liverinflammation, fibrosis and cirrhosis. Due to comorbidities such as portal hypertension and hepatocellular carcinoma, the global annual death rate reaches up to 740.000. Hence there is a continued interest in establishing new and effective treatments to delay or halt chronic liver disease progression. In individual cases, regeneration of the damaged liver is possible by removing the causative factors. In most cases, if this is not possible there is no effective treatment for progressive liver disease. In various models for acute and chronic liver disease it could be shown that the endocannabinoid system exerts a modulatory effect on inflammatory, fibrotic, metabolic and carcinogenesis-associated pathways through CB1 and CB2 receptors. Hypothesis: By pharmacological antagonisation of the CB1-receptor in the Abcb4-/- mouse model, cholestasis can be delayed or halted completely. Materials and methods: After weaning, male Abcb4-/- mice were orally treated with Rimonabant (CB1-receptor antagonist) or ACEA (CB1-receptor agonist). Post mortem liver, serum and, abdominal fat were isolated and analyzed by serum analytics, qRT-PCR, Western Blot, and Immunohistochemistry. Untreated Abcb4-/- mice and BALB/c wildtypes were used as controls. Results: The downregulation of the cannabinoid system by CB1-antagonisation was verified by lower levels of srebp-1c expression. CB1 antagonisation led to a reduction in cholestatic specific symptoms, such as liver damage, bileduct proliferation, and bile leakage. Furthermore, Rimonabant treatment led to a reduced acute-phase reaction. The extent of hepatic fibrosis was increased by CB1-agonisation, whereas receptor antagonisation showed no clear effect on the regulation of fibrosis-associated markers on protein levels. The carcinogenesis-associated JNK1-Pathway was activated in Abcb4-/- mice, while CB1-antagonisation led to wildtype-like levels. Conclusion: Using the Abcb4-/- mouse model for cholestasis, this study shows for the first time the protective effect of the CB1 antagonisation in chronic liver disease and its potential therapeutic benefit to prevent liver inflammation, -fibrosis and carcinogenesis.