In vitro toxicita extraktů Cannabis v rozdílném stupni zralosti na buňky střevního epithelu

Pavel Kouřimský

Bachelor's thesis

In vitro toxicity of Cannabis extracts at different stages of maturity on intestinal epithelial cells

Abstract:

Nejčastější nádorové onemocnění v České republice je kolorektální karcinom. Z tohoto důvodu je snaha hledat kromě konvenční léčby i nové možnosti mezi, které patří využívání různých rostlin a jejich extraktů. Mezi takové rostliny patří i konopí, které je známé pro své omamné účinky díky obsahu THC (tetrahydrokanabinol) a CBD (kanabidiol) v sušených květech, které jsou pro tento účel využívané. Dalším využití konopí je v potravinářství, kosmetice ale i ve farmacii, a to právě díky obsahu THC a CBD a celé řadě dalších biologicky aktivních látek. Tyto biologicky aktivní látky vykazují antioxidační, protizánětlivou a protinádorovou aktivitu. Cílem této práce bylo otestovat etanolové extrakty kultivaru Cannabis pěstovaného v rozdílných podmínkách hnojení a sklizeného v různých časových obdobích 14 týdnů. Z jednotlivě sklizených květenství byly připravené etanolové extrakty, které byly následně odpařeny a naředěny v DMSO na koncentraci 8 mg/ml. Takto připravené zásobní roztoky byly následně využity na testování na jednotlivých buněčných liniích (Caco-2, HT29 a CCD 841 CoN) a pomocí tetrazol bromidu byla stanovena IC50 (inhibiční koncentrace). Z dosažených výsledků je patrné, že existuje variabilita mezi jednotlivými buněčnými liniemi a časem sklizně. U buněčné linie Caco-2 byla hodnota IC50 od 34,11 µg/ml do hodnot nad 128 µg/ml. U linie HT29 byly hodnoty od 27,23 µg/ml do hodnot nad 128 µg/ml a u CCD 841 CoN od 32,77 µg/ml nad 128 µg/ml. Mezi cykly, a ani mezi extrakty z různě hnojených rostlin, nebyly nalezeny statisticky průkazné rozdíly s vyjímkou rozdílu mezi prvním a druhým cyklem u buněčné linie Caco-2. Statisticky významné rozdíly byly ale mezi jednotlivými týdny sklizně. Zejména mezi čtvrtým a pátým týdnem došlo k výraznému zvýšení cytotoxicity u linie HT29. Tato změna v cytotoxicitě koleruje s nárůstem kanabinoidů v rostlinách v tomto období. V závislosti na stáří rostlin a zvyšujícímu se obsahu biologicky aktivních látek se zvyšuje toxicita jednotlivých testovaných extraktů. Z tohoto důvodu je nejvhodnější sklízet květenství minimálně od 5. týdne, kdy se zvyšuje obsah biologicky aktivních látek. Současně takto získané extrakty jsou vysoce selektivní na nádorovou buněčnou linii HT29 a téměř nemají vliv na normální buňky buněčné linie CCD 841 CoN.

Abstract:

The most common cancer disease in the Czech Republic is colorectal cancer. For this reason, there is an effort to find new possibilities, in addition to conventional treatment, which include the use of various plants and their extracts. Such plants include Cannabis, which is known for its narcotic effects due to the content of THC and CBD in dried flowers, which are used for this purpose. Another use of Cannabis is in the food industry, cosmetics, but also in pharmacy, thanks to the content of THC and CBD and a number of other biologically active substances. These biologically active substances have antioxidant, anti inflammatory and anti tumor activity. The aim of this work was to test ethanol extracts of Cannabis cultivar grown under different fertilization condition and harvested at different time periods within 14 weeks. Ethanolic extracts were prepared from individually harvested inflorescences, which were subsequently evaporated and diluted in DMSO to a concentration of 8 mg/ml. This way prepared stock solutions were then used for testing on individual cell lines (Caco-2, HT29 and CCD 841 CoN). The IC50 was determined using tetrazole bromide. The results show that there is variability between cell lines and harvest time. For the Caco-2 cell line, the IC50 ranged from 34.11 µg/ml to values over 128 µg/ml. For the HT29 line, values ranged from 27.23 µg/ml to values over 128 µg/ml and for CCD 841 CoN from 34.27 µg/ml over 128 µg/ml. No statistically significant differences were found between cycles or between extracts from differently fertilized plants. The only exception was the difference in the results between the first and the second cycle in Caco-2 cell line. But there were statistically significant differences between harvested weeks. Especially between the fourth and fifth week, there was significant increase in cytotoxicity in the HT29 line. This change in cytotoxicity correlates with the increase of cannabinoids in plants during this period. Depending on the age of the plants and the increasing content of biologically active substances, the toxicity of the individual tested extracts increases. For this reason, it is best to harvest the inflorescence at least from the fifth week, when the content of biologically active substances increases. At the same time, the extracts thus obtained are highly selective for the tumor cell line HT29 and have almost no effect on the normal cells of the CCD 841 CoN cell line.

Keywords

Caco-2, HT29, CCD 841 CoN, nádorová onemocnění, selektivita, konopí

Keywords

Caco-2, HT29, CCD 841 CoN, cancer diseases, selectivity, Cannabis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivo Doskočil, Ph.D.
• Reader: Lucie Malá, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food and Nutrition