A cura di Manuel Guzmán
Manuel Guzmán è professore di biochimica e biologia molecolare presso l'Università Complutense di Madrid, membro dell'Accademia Reale di Farmacia di Spagna, e membro del Consiglio di Amministrazione dell'International Association for Cannabinoid Medicines. La sua ricerca si concentra sullo studio del meccanismo di azione e delle proprietà terapeutiche dei cannabinoidi, soprattutto nel sistema nervoso. Questo lavoro ha dato come risultato oltre cento pubblicazioni in riviste specializzate internazionali, nonché numerosi brevetti internazionali sulla possibile applicazione del cannabinoidi come medicinali antitumorali e neuroprotettivi. Collabora regolarmente con agenzie di revisione scientifica ed enti finanziatori.
Come è ben noto, il Δ9- tetraidrocannabinolo (THC), il principale componente psicoattivo della cannabis, esercita i suoi effetti attivando il recettore cannabinoide CB1 (CB1R). Questo recettore è espresso in abbondanza nel nostro cervello, modulando numerosi processi fisiologici. Tuttavia, quando il THC viene assunto per un periodo prolungato, il corpo sviluppa un processo di tolleranza (perdita di risposta) agli effetti acuti del composto, che può progressivamente ridurne l'efficacia terapeutica e aumentare i rischi associati al suo utilizzo, soprattutto se a scopo ricreativo.
Esistono numerose prove della esistenza della tolleranza ai cannabinoidi sia negli animali da sperimentazione che negli esseri umani, così come delle alterazioni neurochimiche alla base di questo processo, in particolare la diminuzione della quantità di molecole CB1R sulla superficie dei neuroni. Tuttavia, fino ad ora le basi molecolari di questa alterazione erano sconosciute. Proprio questo è stato l'oggetto di un recente studio collaborativo condotto dal nostro gruppo di ricerca con il gruppo guidato da Giovanni Marsicano (Università di Bordeaux), al cui finanziamento ha generosamente partecipato la Fundación CANNA*.
Questo studio ha rivelato che l'esposizione prolungata del CB1R al THC o a un cannabinoide sintetico (WIN55-212,2) induce una modificazione strutturale nel recettore chiamata "ubiquitinazione". Questo processo biochimico fondamentale è stato evidenziato già da tempo in altre proteine delle nostre cellule e nel 2004 è valso il Premio Nobel per la Chimica ad Aaron Ciechanover, Avram Hershko e Irwin Rose.
www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2004/popular-information
Nella seconda metà del XX secolo, la comunità scientifica si era concentrata principalmente sullo studio di come le nostre cellule sintetizzano le proteine, senza conoscere i principi fondamentali del processo opposto: la loro degradazione. I tre ricercatori scoprirono che le cellule possiedono una specie di sistema di "controllo qualità" che identifica e distrugge selettivamente le proteine non necessarie, danneggiate o vecchie. Questo sistema funziona come una "condanna a morte" in cui l'ubiquitina, una proteina che trae il suo nome dalla sua presenza in tutte le cellule del nostro corpo, si lega alla proteina che deve essere distrutta, agendo come una "etichetta di degradazione". Ciò è possibile grazie all'azione di enzimi chiamati "ubiquitina ligasi" che, come indica il nome, legano l'ubiquitina alla proteina bersaglio. Successivamente, la proteina etichettata dall'ubiquitina viene riconosciuta dal proteasoma, una struttura cellulare a forma di barile che funziona come un "frantumatore di proteine".
Allora, come fa l'attivazione prolungata del CB1R ad ubiquitinare e, quindi, "frantumare" il recettore? Nelle nostre cellule sono presenti più di 600 diverse ubiquitina ligasi. Attraverso uno studio computazionale siamo stati in grado di prevedere che una di esse, chiamata NEDD4L, appariva come la più rilevante nell'ubiquitinazione del CB1R, e siamo stati in grado di dimostrarlo sperimentalmente. Successivamente, abbiamo osservato che il legame dei cannabinoidi al CB1R attiva una molecola chiamata "proteina chinasi C" (PKC), che si lega a NEDD4L, modificandola e attivandola. Ciò facilita il legame di NEDD4L al CB1R, l'ubiquitinazione del recettore e la sua degradazione nel proteasoma, con la conseguente riduzione dei livelli di CB1R nella cellula. Infine, utilizzando vari approcci sperimentali, abbiamo dimostrato che nei topi l'ubiquitinazione del CB1R è necessaria per indurre tolleranza al trattamento prolungato con THC, senza tuttavia influenzare gli effetti acuti esercitati dal composto.
Questi risultati hanno rivelato un meccanismo molecolare di controllo dei livelli di CB1R e hanno identificato l'ubiquitinazione mediata da NEDD4L come un fattore chiave nella tolleranza ai cannabinoidi, un processo che può contribuire al cannabis use disorder, CUD e alla sindrome da iperemesi da cannabis. Numerosi studi epidemiologici, clinici e di neuroimaging hanno collegato l'uso cronico di cannabis a una progressiva diminuzione dei livelli di CB1R nel cervello e a una conseguente comparsa di tolleranza. Poiché questo processo dipende dalla dose di THC, nonché dalla frequenza e dalla durata del consumo, è più probabile che si verifichi nei consumatori a scopo ricreativo, che assumono dosi elevate di cannabis in modo continuativo per un periodo prolungato. Ciò induce queste persone ad aumentare progressivamente l'assunzione della sostanza per ottenere gli effetti desiderati ed evitare sintomi di astinenza, aumentando così il rischio di sviluppare un disturbo dovuto all'uso di cannabis. Una tolleranza molto alta può anche scatenare una sindrome da iperemesi da cannabis, una condizione cronica, la cui prevalenza è in aumento, caratterizzata da episodi ciclici di dolore addominale, nausea e vomito intenso insieme a disturbi della termoregolazione.
Il disturbo è fortemente associato all'uso pregresso e ripetuto di cannabis e si risolve solo dopo la cessazione dell'assunzione della sostanza. Si ritiene che l'esposizione cronica alla cannabis desensibilizzi i meccanismi antiemetici centrali caratteristici dei cannabinoidi, aumenti lo stress e interferisca con la termoregolazione, mentre la sovrastimolazione che i cannabinoidi producono nei tessuti periferici altera la motilità gastrointestinale attraverso la disregolazione del sistema nervoso enterico. Pertanto, in ambito clinico, si raccomandano solitamente protocolli di somministrazione specifici basati su un lento aumento della dose combinato con regimi a basso dosaggio, volti ad ottenere il sollievo dei sintomi senza causare effetti psicoattivi indesiderati e tolleranza (il ben noto motto di MacCallum e Russo: Start low, go slow - inizia con una dose bassa e procedi lentamente).
In sintesi, nell'attuale scenario di espansione dell'uso ricreativo e medicinale della cannabis, questa recente scoperta da parte del nostro gruppo di ricerca ci consente di comprendere in modo più dettagliato il meccanismo di tolleranza ai cannabinoidi e, più in generale, fornisce nuove direzioni per esplorare come l'interconnessione del CB1R con il sistema ubiquitina-proteasoma può influenzare la fisiopatologia cerebrale.
*Articolo originale: https://doi.org/10.1073/pnas.2606671123
Álvaro-Blázquez, A., Rodrigues, R.S., Montero-Fernández, C., Isasa, M., Cannich, A., Gisquet, D., Rodríguez-Crespo, I., Bellocchio, L., Marsicano, G., Costas-Insua, C. & Guzmán, M. (2026) Cannabinoid tolerance relies on CB1 receptor ubiquitination by NEDD4L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 123(35):e2606671123.
