Kanabidiol v zubním lékařství

MDDr. Petr JIRÁSEK

Doctoral thesis

Cannabidiol in Dentistry

Abstract:

Úvod: Parodontitis je zánětlivé onemocnění charakterizované ztrátou attachmentu, které postihuje 20-50 % světové populace, a je považováno za jednu z nejčastějších příčin ztráty zubů. Vznik a progrese zánětu nejsou spojeny pouze s imunitní reakcí měkkých tkání, ale také s rovnováhou mezi komenzálními a patogenními bakteriemi, které společně představují orální mikrobiom. Na základě uvedeného jsou hledána nová nízkomolekulární terapeutika splňující tři kritéria, a to protizánětlivý a antibakteriální účinek a vhodný bezpečnostní profil. Jednou z aktuálně studovaných skupin látek, které mohou splňovat výše uvedená tři kritéria jsou nepsychotropní fytokanabinoidy, především kanabidiol (CBD). Metody: Byla provedena literární rešerše pomocí databází PubMed, Scopus a Web of Science. V disertační práci jsem nejprve preklinicky hodnotil antimikrobiální účinky (MIC: minimální inhibiční koncentrace) fytokanabinoidů in vitro na vybrané druhy orálních patogenů pomocí standardní mikrodiluční techniky. V klinické části byla provedena placebem kontrolovaná dvojitě zaslepená studie u pacientů s chronickou parodontózou (muži a ženy ve věku 35-65 let s počtem vlastních zubů 16). Pacienti byli rekrutováni monocentricky ve třech skupinách a užívali bez omezení na denní bázi po dobu 56 dní experimentální zubní pastu a dentální gel bez obsahu CBD (skupina A, n = 30) a s obsahem 1 % (w/w) CBD (skupina B, n = 30). Třetí skupina (aktivní komparátor) užívala zubní pastu bez obsahu CBD a byla ošetřena dostupným preparátem Corsodyl s obsahem 1 % chlorhexidin diglukonátu (skupina C, n = 30). Studie byla provedena na základě souhlasu Etické komise Fakultní nemocnice Olomouc (číslo jednací: 36/20) a registrovaná v mezinárodní databázi ClinicalTrials.gov pod identifikátorem (NCT05498012). Výsledky: Na základě literárního šetření byly kriticky hodnoceny možnosti využití fytokanabinoidů v zubním lékařství. V rámci preklinických sledování CBD vykazoval antimikrobiální aktivity u P. gingivalis (MIC 1,5 mikrogram/ml) a S. mutans (MIC 16 mikrogram/ml). U P. gingivalis, L. casei a L. acidophilus se hodnoty MIC kanabinoidů blížily hodnotám MIC chlorhexidinu. U ostatních mikrobů byla účinnost kanabinoidů v porovnání s chlorhexidinem nižší. V klinické části byly hodnoceny hygienické a parodontální indexy. Statisticky signifikantní změny mezi 0 a 56 dnem byly pozorovány pro GI (Gingival Index), GBI (Gingival Bleeding Index) a MGI (Modified Gingival Index) mezi skupinou A a B na hladině významnosti p < 0,0001. Skupina C vykazovala podobné výsledky jako skupina A. Zlepšení hodnocených indexů ve skupině B se pohybovalo mezi 20-45 %. V průběhu studie byly také odebírány histopatologické vzorky gingivální tkáně pro jednoznačné potvrzení diagnózy zánětu a byly odebírány mikrobiologické vzorky pro semikvantitativní hodnocení přítomnosti hlavních periopatogenů. Pomocí 16S rDNA screeningu byly pozorovány klesající trendy v počtu periopatogenních bakterií, a to především P. gingivalis pro skupinu B, nikoliv pro skupiny A a C. Závěr: Preklinické výsledky potvrzují antimikrobiální působení, především CBD, na vybrané orální patogeny a mohou být využity pro další (pre)klinické hodnocení. Na základě těchto výsledků jsme provedli klinické testování, které prokázalo statisticky významné zlepšení hygienických a parodontálních indexů po aplikaci CBD (skupina B) ve srovnání se skupinami A a C. Výsledky taktéž naznačují, že CBD bude schopen vhodně modulovat orální mikrobiom, a to především inhibicí růstu anaerobních periopatogenních bakterií jako je P. gingivalis. Získané výsledky mohou být využity pro aplikaci CBD a dalších nepsychotropních fytokanabinoidů v zubním lékařství.

Abstract:

Background: Periodontitis is an inflammatory disease characterized by the loss of clinical attachment that affects 20-50 % of the world's population and is considered one of the most common causes of tooth loss. The emergence and progression of inflammation is not only associated with the immune response of gingival tissue, but also with the balance in commensal and pathogenic bacteria representing oral microbiome. In this sense, new low-molecular therapeutics are being sought that meet three criteria, namely anti-inflammatory and antibacterial effects with an acceptable safety profile. One of the currently studied groups of substances that can meet those criteria are non-psychotropic phytocannabinoids, especially cannabidiol (CBD). Methods: Peer-reviewed publications concerning the use of CBD in dentistry were searched in three international databases PubMed, Scopus, and Web of Science. At first, we preclinically evaluated the antimicrobial effects (MIC, minimum inhibitory concentration) of phytocannabinoids in vitro on selected oral pathogens by the standard microdilution technique. In the clinical part, placebo-controlled double-blind randomized trial with chronic periodontitis patients (men and women, age 35-65, number of natural teeth 16) was conducted monocentrically in three groups, which used an experimental toothpaste and dental gel without CBD (placebo group A, n = 30) and with 1 % (w/w) CBD (group B, n = 30). Group C (as active comparator, n = 30) used placebo toothpaste without CBD and was treated with dental gel Corsodyl containing 1 % chlorhexidine digluconate. The study design was based on the approval of the Ethical committee of Olomouc University Hospital (Approval Number: 36/20) and registered at ClinicalTrials.gov (NCT05498012). Results: Possibilities of the use of phytocannabinoids in dentistry were critically evaluated based on a literature review. As part of preclinical studies CBD showed antimicrobial activities against P. gingivalis (MIC 1.5 microgram/mL) and S. mutans (MIC 16 microgram/mL). For P. gingivalis, L. casei and L. acidophilus, the MIC values of cannabinoids were close to those of chlorhexidine. For other microbes, the efficacy of cannabinoids was lower compared to chlorhexidine. Oral hygiene and periodontal indices were evaluated in the clinical part. Statistically significant changes between 0 and 56 days were observed for GI (Gingival Index), GBI (Gingival Bleeding Index) and MGI (Modified Gingival Index) between group A and B at a significance level of p < 0.0001. Group C showed similar results as group A. The improvement in the evaluated indices in group B ranged between 20-45 %. Histopathological samples of gingival tissue were collected to clearly confirm the diagnosis of inflammation, and microbiological samples of gingival crevicular fluid were collected for semi-quantitative assessment of the presence of the main periodontopathogens. Using 16S rDNA screening, declining trends were observed in the count of periodontal pathogenic bacteria, especially P. gingivalis for group B, but not for groups A and C. Conclusions: Preclinical results confirm the antimicrobial effect, especially of CBD, on selected oral pathogens and can be used for further (pre)clinical evaluation. Based on these results, we performed clinical trial that demonstrated a statistically significant improvement in hygiene and periodontal indices after CBD application (group B) compared to the groups A and C. The results also indicate that CBD will be able to modulate the oral microbiome, primarily by inhibiting the growth of anaerobic periodontal pathogenic bacteria such as P. gingivalis. The obtained results can be used for further applications of CBD and other non-psychotropic phytocannabinoids in dental practice.

Keywords

fytokanabinoidy, kanabidiol, zánět, parodont, mikrobiom

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: MDDr. Iva Voborná, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Dentistry / Dentistry