Beta-caryophyllene inhibits the permeability of the blood–brain barrier in MPTP-induced parkinsonism
Creators
- 1. University of Guadalajara
- 2. Mexican Social Security Institute
Description
Parkinson's disease (PD) is the second most prevalent neurodegenerative disorder worldwide. Although the precise pathogenesis of PD remains unclear, several studies demonstrate that oxidative stress, inflammation, low levels of antioxidants, and the presence of biomolecules that generate reactive oxygen species can disrupt the blood–brain barrier (BBB) as an essential feature of the disease. This study aimed to test whether agonism to cannabinoid receptor type 2 (CB2) through the administration of β-caryophyllene (BCP) could correct BBB permeability in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) parkinsonism induction model. We conducted a molecular assessment of proteins (immunochemistry and western blot), BBB permeability, and related biomarkers of PD (lipid peroxidation) in the MPTP mouse model of the disease. Expression of zonula occludens (ZO-1) and occludin tight junction (TJ) proteins was dampened in the striatum and substantia nigra pars compacta of mice, while lipid peroxidation and BBB permeability increased in the striatum in the MPTP-treated group, and these effects were reversed under BCP administration. This phytocannabinoid was able to restore protein expression and immunoreactivity of tyrosine hydroxylase (TH), ionized calcium-binding adapter molecule 1 (Iba-1), and glial fibrillary acidic protein (GFAP), as well as nuclear factor-erythroid 2-related factor (NRF2) translocation to the nucleus, and NADPH quinone oxidase 1 (NQO1) expression in mice treated with MPTP. These results highlight the role of CB2 as a therapeutic target for PD, suggesting that its activation may ameliorate PD-related BBB disruption and oxidative stress, reducing the selective death of dopaminergic neurons. La enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa más prevalente a nivel mundial. A pesar de que se desconoce el mecanismo patogénico exacto de la enfermedad, algunos estudios han demostrado que el estrés oxidativo, la inflamación, bajos niveles de antioxidantes y la presencia de biomoléculas que generan especies reactivas de oxígeno pueden dañar la barrera hematoencefálica (BHE), lo que representa un rasgo esencial de esta patología. Evaluamos si el efecto agonista del beta-cariofileno sobre el receptor cannabinoide de tipo 2 (CB2) podría corregir la permeabilidad de la BHE en un modelo de parkinsonismo inducido por 1-metil-4-fenil-1,2,3,6 tetrahidropiridina (MPTP). Realizamos un análisis molecular de proteínas (inmunoquímica y western blot), y determinación de la permeabilidad de la BHE y de biomarcadores de EP (peroxidación lipídica) en un modelo murino de la enfermedad inducida por MPTP. La expresión de proteínas de la zonula occludens (ZO-1 y ocludina) disminuyó en el cuerpo estriado y la sustancia negra pars compacta de los ratones, mientras quela peroxidación lipídica y la permeabilidad de la BHE aumentaron en el grupo de animales tratados con MPTP. La administración de beta-cariofileno revirtió estos efectos. Este fitocannabinoide restableció la expresión de proteínas y la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa, la molécula adaptadora de unión al calcio ionizado 1 (Iba-1) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), así como la translocación nuclear de NEF2 y la expresión de NADPH quinona oxidorreductasa 1 en ratones tratados con MPTP. Nuestros resultados ponen de manifiesto el papel de CB2 como diana terapéutica en EP. Su activación podría mejorar la alteración de la BHE y el estrés oxidativo asociados con la EP, reduciendo la muerte selectiva de neuronas dopaminérgicas.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
مرض باركنسون (PD) هو ثاني أكثر الاضطرابات التنكسية العصبية انتشارًا في جميع أنحاء العالم. على الرغم من أن التسبب الدقيق لمرض باركنسون لا يزال غير واضح، إلا أن العديد من الدراسات تثبت أن الإجهاد التأكسدي والالتهاب وانخفاض مستويات مضادات الأكسدة ووجود الجزيئات الحيوية التي تولد أنواع الأكسجين التفاعلية يمكن أن تعطل الحاجز الدموي الدماغي (BBB) كسمة أساسية للمرض. تهدف هذه الدراسة إلى اختبار ما إذا كان ناهض مستقبلات القنب من النوع 2 (CB2) من خلال إعطاء β - caryophyllene (BCP) يمكن أن يصحح نفاذية BBB في نموذج تحريض باركنسون 1 - methyl -4 - phenyl -1,2,3,6 - tetrahydropyridine (MPTP). أجرينا تقييمًا جزيئيًا للبروتينات (الكيمياء المناعية والبقعة الغربية)، ونفاذية BBB، والمؤشرات الحيوية ذات الصلة لـ PD (بيروكسيد الدهون) في نموذج فأرة MPTP للمرض. تم تثبيط التعبير عن بروتينات انسداد المنطقة (ZO -1) وبروتينات انسداد الوصلة الضيقة (TJ) في المخطط والمادة السوداء للفئران، في حين زادت بيروكسيد الدهون ونفاذية BBB في المخطط في المجموعة المعالجة بـ MPTP، وتم عكس هذه التأثيرات تحت إدارة BCP. كان هذا القنب النباتي قادرًا على استعادة التعبير عن البروتين والتفاعل المناعي لهيدروكسيلاز التيروزين (TH)، وجزيء محول ربط الكالسيوم المؤين 1 (Iba -1)، والبروتين الحمضي الليفي الدبقي (GFAP)، وكذلك العامل النووي - نقل العامل المرتبط بالكريات الحمراء 2 (Nrf2) إلى النواة، وتعبير NADPH quinone oxidase 1 (NQO1) في الفئران المعالجة بـ MPTP. تسلط هذه النتائج الضوء على دور CB2 كهدف علاجي لمرض باركنسون، مما يشير إلى أن تنشيطه قد يحسن اضطراب BBB المرتبط بمرض باركنسون والإجهاد التأكسدي، مما يقلل من الموت الانتقائي للخلايا العصبية الدوبامينية. La enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa más prevalente a nivel mundial. A pesar de que se desconoce el mecanismo patogénico exacto de la enfermedad, algunos estudios han demostrado que el estrés oxidativo, la inflamación, bajos niveles de antioxidantes y la presencia de biomoléculas que generan especies reactivas de oxígeno pueden dañar la barrera hematoencefálica (BHE), que representa un rasgo esencial de esta patología. Evaluamos si el efecto agonista del beta - cariofileno sobre el receptor cannabinoide de tipo 2 (CB2) podría corregir la permeabilidad de la BHE en un modelo de parkinsonismo inducido por 1 - metil -4 - fenil -1,2,3,6 tetrahidropiridina (MPTP). Realizamos un análisis molecular de proteínas (inmunoquímica y western blot), y determinación de la permeabilidad de la BHE y de biomarcadores de EP (peroxidación lipídica) en un modelo murino de la enfermedad inducida por MPTP. La expresión de proteínas de la zonula occludens (ZO -1 y ocludina) disminuyó en el cuerpo estriado y la sustancia negra pars compacta de los ratones, mientras quela peroxidación lipídica y la permeabilidad de la BHE aumentaron en el grupo de animales tratados con MPTP. La administración de beta - cariofileno revirtió estos efectos. Este fitocannabinoide restableció la expresión de proteínas y la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa, la molécula adaptadora de unión al calcio ionizado 1 (Iba -1) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), así como la transocación nuclear de NEF2 y la expresión de NADPH quinona oxidorreductasa 1 en ratones tratados con MPTP. Nuestros resultados ponen de manifiesto el papel de CB2 como diana terapéutica en EP. Su activación podría mejorar la alteración de la BHE y el estrés oxidativo asociados con la EP, reduciendo la muerte selectiva de neuronas dopaminérgicas.Translated Description (French)
La maladie de Parkinson (MP) est le deuxième trouble neurodégénératif le plus répandu dans le monde. Bien que la pathogenèse précise de la MP reste floue, plusieurs études démontrent que le stress oxydatif, l'inflammation, les faibles niveaux d'antioxydants et la présence de biomolécules qui génèrent des espèces réactives de l'oxygène peuvent perturber la barrière hémato-encéphalique (BHE) en tant que caractéristique essentielle de la maladie. Cette étude visait à tester si l'agonisme des récepteurs cannabinoïdes de type 2 (CB2) par l'administration de β-caryophyllène (BCP) pouvait corriger la perméabilité de la BHE dans le modèle d'induction du parkinsonisme 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP). Nous avons effectué une évaluation moléculaire des protéines (immunochimie et Western blot), de la perméabilité à la BHE et des biomarqueurs apparentés de la MP (peroxydation lipidique) dans le modèle murin MPTP de la maladie. L'expression des protéines de zonula occludens (ZO-1) et de jonction serrée de l'occludine (TJ) a été atténuée dans le striatum et la substantia nigra pars compacta des souris, tandis que la peroxydation lipidique et la perméabilité à la BHE ont augmenté dans le striatum dans le groupe traité par MPTP, et ces effets ont été inversés sous administration de BCP. Ce phytocannabinoïde a été capable de restaurer l'expression protéique et l'immunoréactivité de la tyrosine hydroxylase (TH), de la molécule adaptatrice de liaison au calcium ionisée 1 (Iba-1) et de la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP), ainsi que la translocation du facteur nucléaire-érythroïde 2 (NRF2) vers le noyau et l'expression de la NADPH quinone oxydase 1 (NQO1) chez les souris traitées par MPTP. Ces résultats mettent en évidence le rôle du CB2 en tant que cible thérapeutique de la MP, suggérant que son activation peut améliorer la perturbation de la BHE liée à la MP et le stress oxydatif, réduisant la mort sélective des neurones dopaminergiques. La enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa más prevalente a nivel mundial. A pesar de que se desconoce el mecanismo patogénico exacto de la enfermedad, algunos estudios han demostrado que el estrés oxidativo, la inflamación, bajos niveles de antioxydantes y la presencia de biomoléculas que generan especies reactivas de oxígeno pueden dañar la barrera hematoencefálica (BHE), lo que representa un rasgo esencial de esta patología. Evaluamos si el efecto agonista del beta-cariofileno sobre el receptor cannabinoide de tipo 2 (CB2) podría corregir la permeabilidad de la BHE en un modelo de parkinsonismo inducido por 1-metil-4-fenil-1,2,3,6 tetrahidropiridina (MPTP). Realizamos un análisis molecular de proteínas (inmunoquímica y western blot), y determinación de la permeabilidad de la BHE y de biomarcadores de EP (peroxidación lipídica) en un modelo murino de la enfermedad inducida por MPTP. La expresión de proteínas de la zonula occludens (ZO-1 y ocludina) disminuyó en el cuerpo estriado y la sustancia negra pars compacta de los ratones, mientras quela peroxidación lipídica y la permeabilidad de la BHE aumentaron en el grupo de animales tratados con MPTP. La administración de beta-cariofileno revirtió estos efectos. Este fitocannabinoide restableció la expresión de proteínas y la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa, la molécula adaptadora de unión al calcio ionizado 1 (Iba-1) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), así como la translocación nuclear de NEF2 y la expresión de NADPH quinona oxidorreductasa 1 en ratones tratados con MPTP. Nuestros resultados ponen de manifiesto el papel de CB2 como diana terapéutica en EP. Su activación podría mejorar la alteración de la BHE y el estrés oxidativo asociados con la EP, reduciendo la muerte selectiva de neuronas dopaminérgicas.Translated Description (Spanish)
La enfermedad de Parkinson (EP) es el segundo trastorno neurodegenerativo más prevalente en todo el mundo. Aunque la patogénesis precisa de la EP sigue sin estar clara, varios estudios demuestran que el estrés oxidativo, la inflamación, los bajos niveles de antioxidantes y la presencia de biomoléculas que generan especies reactivas de oxígeno pueden alterar la barrera hematoencefálica (BHE) como una característica esencial de la enfermedad. Este estudio tuvo como objetivo probar si el agonismo al receptor cannabinoide tipo 2 (CB2) a través de la administración de β-cariofileno (BCP) podría corregir la permeabilidad de la BHE en el modelo de inducción de parkinsonismo de 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP). Realizamos una evaluación molecular de proteínas (inmunoquímica y transferencia Western), permeabilidad BBB y biomarcadores relacionados de PD (peroxidación lipídica) en el modelo de ratón MPTP de la enfermedad. La expresión de las proteínas zonula ocludens (ZO-1) y de la unión estrecha de ocludina (TJ) se amortiguó en el cuerpo estriado y la parte compacta de la sustancia negra de los ratones, mientras que la peroxidación lipídica y la permeabilidad de la BBB aumentaron en el cuerpo estriado en el grupo tratado con MPTP, y estos efectos se revirtieron bajo la administración de BCP. Este fitocannabinoide fue capaz de restaurar la expresión de proteínas y la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa (TH), la molécula adaptadora de unión a calcio ionizada 1 (Iba-1) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), así como la translocación del factor nuclear relacionado con el factor eritroide 2 (NRF2) al núcleo y la expresión de NADPH quinona oxidasa 1 (NQO1) en ratones tratados con MPTP. Estos resultados destacan el papel de CB2 como diana terapéutica para la EP, lo que sugiere que su activación puede mejorar la alteración de la BHE relacionada con la EP y el estrés oxidativo, reduciendo la muerte selectiva de las neuronas dopaminérgicas. La enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa más prevalente a nivel mundial. A pesar de que se desconoce el mecanismo patogénico exacto de la enfermedad, algunos estudios han demostrado que el estrés oxidativo, la inflamación, bajos niveles de antioxidantes y la presencia de biomoléculas que generan especies reactivas de oxígeno pueden dañar la barrera hematoencefálica (BHE), lo que representa un rasgo esencial de esta patología. Evaluamos si el efecto agonista del beta-cariofileno sobre el receptor cannabinoide de tipo 2 (CB2) podría corregir la permeabilidad de la BHE en un modelo de parkinsonismo inducido por 1-metil-4-fenil-1,2,3,6 tetrahidropiridina (MPTP). Realizamos un análisis molecular de proteínas (inmunoquímica y western blot), y determinación de la permeabilidad de la BHE y de biomarcadores de EP (peroxidación lipídica) en un modelo murino de la enfermedad inducida por MPTP. La expresión de proteínas de la zonula ocludens (ZO-1 y ocludina) disminuyó en el cuerpo estriado y la sustancia negra pars compacta de los ratones, mientras que la peroxidación lipídica y la permeabilidad de la BHE aumentaron en el grupo de animales tratados con MPTP. La administración de beta-cariofileno revirtió estos efectos. Este fitocannabinoide restableció la expresión de proteínas y la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa, la molécula adaptadora de unión al calcio ionizado 1 (Iba-1) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), así como la translocación nuclear de NEF2 y la expresión de NADPH quinona oxidorreductasa 1 en ratones tratados con MPTP. Nuestros resultados ponen de manifiesto el papel de CB2 como diana terapéutica en EP. Su activación podría mejorar la alteración de la BHE y el estrés oxidativo asociados con la EP, reduciendo la muerte selectiva de neuronas dopaminérgicas.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يمنع بيتا كاريوفيلين نفاذية الحاجز الدموي الدماغي في مرض باركنسون الناجم عن MPTP
- Translated title (French)
- Le bêta-caryophyllène inhibe la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique dans le parkinsonisme induit par le MPTP
- Translated title (Spanish)
- El beta-cariofileno inhibe la permeabilidad de la barrera hematoencefálica en el parkinsonismo inducido por MPTP
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4385568349
- DOI
- 10.1016/j.nrl.2022.11.004
References
- https://openalex.org/W1512936397
- https://openalex.org/W1560983797
- https://openalex.org/W1876158137
- https://openalex.org/W1972609039
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- https://openalex.org/W2031575898
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- https://openalex.org/W2986288691
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- https://openalex.org/W3045733764
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- https://openalex.org/W3091048586
- https://openalex.org/W3108408618
- https://openalex.org/W3129009349