Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. (Czech Dental Journal) 2023; 123(2): 33-39 | DOI: 10.51479/cspzl.2023.004

ÚČINKY NEPSYCHOTROPNÍCH FYTOKANABINOIDŮ NA ORÁLNÍ BAKTERIE – IN VITRO STUDIE

Jirásek P.1, Diabelko D.2, Růžička F.2, Storch J.3, Voborná I.1, Vacek J.4
1 Klinika zubního lékařství, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, a Fakultní nemocnice Olomouc
2 Mikrobiologický ústav, Masarykova univerzita, Lékařská fakulta, a Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně
3 Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy, Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha
4 Ústav lékařské chemie a biochemie, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci

Úvod a cíl: Zachování homeostázy v ústní dutině není spojeno pouze s imunitní reakcí a metabolismem měkkých tkání, ale také s komenzálními a patogenními bakteriemi. V rámci vývoje přípravků a prostředků ústní hygieny jsou hledána nová či alternativní antibiotická agens. Jednou z aktuálně studovaných skupin látek jsou fytokanabinoidy, především kanabidiol (CBD). Cílem předložené studie je zhodnotit antimikrobiální působení čtyř nepsychotropních fytokanabinoidů na vybrané orální bakterie.

Metoda: Antimikrobiální účinky (MIC – minimální inhibiční koncentrace) fytokanabinoidů byly stanoveny in vitro standardní mikrodiluční technikou. Hodnocen byl účinek CBD, kanabigerolu (CBG), kanabichromenu (CBC), kanabinolu (CBN) a vybraných extraktů s obsahem 50 % CBD nebo CBG na Streptococcus mutans CCM 7409 a Porphyromonas gingivalis CCM 3985. Dále byl hodnocen účinek CBD na Lactobacillus acidophilus CCM 4833, Lactobacillus casei CCM 1825, Aggregatibacter actinomycetemcomitans CCM 4688 a Eikenella corrodens CCM 5985. Jako aktivní komparátor byl použit chlorhexidin diglukonát (CHX).

Výsledky: Hodnoty MIC pro CBD u P. gingivalis byly podobné hodnotám, kterých jsme dosáhli u CHX (1–2 μg/ml). V případě S. mutans byla nejnižší MIC (8 μg/ml) zjištěna pro CBG. U L. casei a L. acidophilus se MIC pro CBD blížily MIC pro CHX. Konkrétně pro L. casei byl CBD stejně účinný jako CHX (MIC 2–4 μg/ml). Pro L. acidophilus byla stanovena MIC pro CBD (4–8 μg/ml) a pro CHX (2–4 μg/ ml). U ostatních mikrobů byla účinnost CBD v porovnání s CHX nižší. A. actinomycetemcomitans je inhibován v růstu významně lépe CHX (MIC = 4 μg/ml) než v případě CBD (MIC > 128 μg/ml). Rozdíly také vykazovalo antimikrobiální působení CBD (MIC 16–32 μg/ml) a CHX (MIC 2–4 μg/ml) u E. corrodens. Testované komplexní směsi nevykazovaly významně vyšší antimikrobiální účinky ve srovnání s jednotlivými fytokanabinoidy.

Závěr: Výsledky ukazují, že nepsychotropní fytokanabinoidy (převážně CBD) inhibují vybrané bakterie, které jsou součástí orální mikrobioty. Současně jsou schopné inhibovat růst periopatogenních bakterií, jako je P. gingivalis, a v případě CBD i E. corrodens, což naznačuje možnost dalšího výzkumu a využití v zubním lékařství.

Klíčová slova: fytokanabinoidy, kanabidiol, zánět, parodont, mikrobiom

EFFECTS OF NON-PSYCHOTROPIC PHYTOCANNABINOIDS ON ORAL BACTERIA – IN VITRO STUDY

Introduction, aim: Maintaining homeostasis of the oral cavity is associated not only with the immune response and soft tissue metabolism but also the action of commensal and pathogenic bacteria. In the development of dental remedies against pathogenic forms, new/alternative antibiotic agents are being sought. One of the currently studied groups of these substances are the phytocannabinoids, in particular cannabidiol (CBD). The aim of the presented study was to evaluate the antimicrobial effects of four non- psychotropic phytocannabinoids on selected oral bacteria.

Methods: The antimicrobial effects (MIC – minimal inhibition concentrations) of phytocannabinoids were determined in vitro using a standard microdilution technique. The effect of CBD, cannabigerol (CBG), cannabichromene (CBC), cannabinol (CBN) and selected phytocannabinoid extracts composed of 50% CBD or CBG was evaluated on Streptococcus mutans CCM 7409 and Porphyromonas gingivalis CCM 3985. The effect of CBD was further tested on Lactobacillus acidophilus CCM 4833, Lactobacillus casei CCM 1825, Aggregatibacter actinomycetemcomitans CCM 4688, and Eikenella corrodens CCM 5985. Chlorhexidine digluconate (CHX) was used as an active comparator.

Results: The MIC values of CBD in P. gingivalis were similar to those for CHX (1–2 μg/ml). In case of S. mutans, the lowest MIC was found for CBG (8 μg/ml). For L. casei and L. acidophilus, MIC for CBD was close to MIC for CHX. Specifically for L. casei, CBD was as effective as CHX (MIC 2–4 μg/ml). In L. acidophilus, MICs were determined for CBD (4–8 μg/ml) and for CHX (2–4 μg/ml). For other microbes, the efficacy of CBD was lower than that for CHX. A. actinomycetemcomitans growth was significantly more inhibited by CHX (MIC = 4 μg/ml) than by CBD (MIC > 128 μg/ml). Similar effects were observed for E. corrodens with the following antimicrobial activity for CBD (MIC 16–32 μg/ml) and CHX (MIC 2–4 μg/ml). The tested complex mixtures showed no superior antimicrobial effects than individual phytocannabinoids.

Conclusion: The results show that non-psychotropic phytocannabinoids (predominantly CBD) inhibit some oral bacteria. At the same time, they are able to inhibit the growth of periodontopathogens such as P. gingivalis, and in case of CBD also E. corrodens, which suggests the possibility of further research and application in dentistry.

Keywords: phytocannabinoid, cannabidiol, inflammation, periodontium, microbiome

Vloženo: 21. prosinec 2022; Revidováno: 6. březen 2023; Přijato: 7. březen 2023; Zveřejněno online: 7. červen 2023; Zveřejněno: 12. červen 2023  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Jirásek P, Diabelko D, Růžička F, Storch J, Voborná I, Vacek J. ÚČINKY NEPSYCHOTROPNÍCH FYTOKANABINOIDŮ NA ORÁLNÍ BAKTERIE – IN VITRO STUDIE. Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. 2023;123(2):33-39. doi: 10.51479/cspzl.2023.004.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Caton JG, Armitage G, Berglundh T, Chapple ILC, Jepsen S, Kornman KS, et al. A new classification scheme for periodontal and peri-implant diseases and conditions - Introduction and key changes from the 1999 classification. J Clin Periodontol. 2018; 45(Suppl 20): S1-S8. Přejít k původnímu zdroji...
    2. Nazir M, Al-Ansari A, Al-Khalifa K, Alhareky M, Gaffar B, Almas K. Global prevalence of periodontal disease and lack of its surveillance. Sci World J. 2020; 2020: 2146160. Přejít k původnímu zdroji...
    3. Kassebaum NJ, Bernabé E, Dahiya M, Bhandari B, Murray CJ, Marcenes W. Global burden of severe tooth loss: A systematic review and meta-analysis. J Dent Res. 2014; 93(Suppl 7): 20s-28s. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Mark Welch JL, Rossetti BJ, Rieken CW, Dewhirst FE, Borisy GG. Biogeography of a human oral microbiome at the micron scale. Proc Natl Acad Sci USA. 2016; 113(6): E791-800. Přejít k původnímu zdroji...
    5. Deo PN, Deshmukh R. Oral microbiome: Unveiling the fundamentals. J Oral Maxillofac Pathol. 2019; 23(1): 122-128. Přejít k původnímu zdroji...
    6. Jia G, Zhi A, Lai PFH, Wang G, Xia Y, Xiong Z, et al. The oral microbiota - a mechanistic role for systemic diseases. Br Dent J. 2018; 224(6): 447-455. Přejít k původnímu zdroji...
    7. Nazir MA. Prevalence of periodontal disease, its association with systemic diseases and prevention. Int J Health Sci (Qassim). 2017; 11(2): 72-80.
    8. Socransky SS, Haffajee AD, Cugini MA, Smith C, Kent RL Jr. Microbial complexes in subgingival plaque. J Clin Periodontol. 1998; 25(2): 134-144. Přejít k původnímu zdroji...
    9. Slots J. Periodontitis: facts, fallacies and the future. Periodontology 2000. 2017; 75(1): 7-23. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Madianos PN, Bobetsis YA, Kinane DF. Generation of inflammatory stimuli: how bacteria set up inflammatory responses in the gingiva. J Clin Periodontol. 2005; 32(Suppl 6): 57-71. Přejít k původnímu zdroji...
    11. Gaoni Y, Mechoulam R. Isolation, structure, and partial synthesis of an active constituent of Hashish. J Am Chem Soc. 1964; 86(8): 1646-1647. Přejít k původnímu zdroji...
    12. Mechoulam R, Shvo Y. Hashish I. The structure of cannabidiol. Tetrahedron. 1963; 19(12): 2073-2078. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Santavy F. Notes on the structure of cannabidiol compounds. Acta Univ Palacki Olomuc Fac Med. 1964; 35: 5-9.
    14. Lowe H, Toyang N, Steele B, Bryant J, Ngwa W, Nedamat K. The current and potential application of medicinal cannabis products in dentistry. Dent J (Basel). 2021; 9: 106. Přejít k původnímu zdroji...
    15. Booz GW. Cannabidiol as an emergent therapeutic strategy for lessening the impact of inflammation on oxidative stress. Free Radic Biol Med. 2011; 51(5): 1054-1061. Přejít k původnímu zdroji...
    16. O'Sullivan SE. An update on PPAR activation by cannabinoids. Br J Pharmacol. 2016; 173(12): 1899-1910. Přejít k původnímu zdroji...
    17. Atalay Ekiner S, Gęgotek A, Skrzydlewska E. The molecular activity of cannabidiol in the regulation of Nrf2 system interacting with NF-κB pathway under oxidative stress. Redox Biol. 2022; 57: 102489. Přejít k původnímu zdroji...
    18. Konermann A, Jäger A, Held SAE, Brossart P, Schmöle A. In vivo and in vitro identification of endocannabinoid signaling in periodontal tissues and their potential role in local pathophysiology. Cell Mol Neurobiol. 2017; 37(8): 1511-1520. Přejít k původnímu zdroji...
    19. Jirasek P, Jusku A, Simanek V, Frankova J, Storch J, Vacek J. Cannabidiol and periodontal inflammatory disease: A critical assessment. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2022; 166(2): 155-160. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Blaskovich MAT, Kavanagh AM, Elliott AG, Zhang B, Ramu S, Amado M, et al. The antimicrobial potential of cannabidiol. Commun Biol. 2021; 4(1): 7. Přejít k původnímu zdroji...
    21. Karas JA, Wong LJM, Paulin OKA, Mazeh AC, Hussein MH, Li J, et al. The antimicrobial activity of cannabinoids. Antibiotics. 2020; 9(7): 1-10. Přejít k původnímu zdroji...
    22. Gu Z, Singh S, Niyogi RG, Lamont GJ, Wang H, Lamont RJ, et al. Marijuana-derived cannabinoids trigger a CB2/PI3K axis of suppression of the innate response to oral pathogens. Front Immunol. 2019; 10: 2288. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Kosgodage US, Matewele P, Awamaria B, Kraev I, Warde P, Mastroianni G, et al. Cannabidiol is a novel modulator of bacterial membrane vesicles. Front Cell Infect Microbiol. 2019; 9: 324. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Napimoga MH, Benatti BB, Lima FO, Alves PM, Campos AC, Pena-dos-Santos DR, et al. Cannabidiol decreases bone resorption by inhibiting RANK/RANKL expression and pro-inflammatory cytokines during experimental periodontitis in rats. Int Immunopharmacol. 2009; 9(2): 216-222. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Abidi AH, Abhyankar V, Alghamdi SS, Tipton DA, Dabbous M. Phytocannabinoids regulate inflammation in IL-1β-stimulated human gingival fibroblasts. J Periodontal Res. 2022; 57: 1127-1138. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Hobbs JM, Vazquez AR, Remijan ND, Trotter RE, McMillan TV, Freedman KE, et al. Evaluation of pharmacokinetics and acute anti-inflammatory potential of two oral cannabidiol preparations in healthy adults. Phytother Res. 2020; 34(7): 1696-1703. Přejít k původnímu zdroji...
    27. Muthumalage T, Rahman I. Cannabidiol differentially regulates basal and LPS-induced inflammatory responses in macrophages, lung epithelial cells, and fibroblasts. Toxicol Appl Pharmacol. 2019; 382: 114713. Přejít k původnímu zdroji...
    28. Rajan TS, Giacoppo S, Iori R, De Nicola GR, Grassi G, Pollastro F, et al. Anti-inflammatory and antioxidant effects of a combination of cannabidiol and moringin in LPS-stimulated macrophages. Fitoterapia. 2016; 112: 104-115. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Ruhl T, Kim BS, Beier JP. Cannabidiol restores differentiation capacity of LPS exposed adipose tissue mesenchymal stromal cells. Exp Cell Res. 2018; 370(2): 653-662. Přejít k původnímu zdroji...
    30. Sermet S, Li J, Bach A, Crawford RB, Kaminski NE. Cannabidiol selectively modulates interleukin (IL)-1β and IL-6 production in toll-like receptor activated human peripheral blood monocytes. Toxicology. 2021; 464: 153016. Přejít k původnímu zdroji...
    31. Silva RL, Silveira GT, Wanderlei CW, Cecilio NT, Maganin AGM, Franchin M, et al. DMH-CBD, a cannabidiol analog with reduced cytotoxicity, inhibits TNF production by targeting NF-κB activity dependent on A(2A) receptor. Toxicol Appl Pharmacol. 2019; 368: 63-71. Přejít k původnímu zdroji...
    32. Vacek J, Vostalova J, Papouskova B, Skarupova D, Kos M, Kabelac M, et al. Antioxidant function of phytocannabinoids: Molecular basis of their stability and cytoprotective properties under UV-irradiation. Free Radic Biol Med. 2021; 164: 258-270. Přejít k původnímu zdroji...
    33. CLSI. Methods for antimicrobial susceptibility testing of anaerobic bacteria 9th ed CLSI standard M11 Wayne PA: Clinical and Laboratory Standards Institute. 2018.
    34. Takahashi N. Oral microbiome metabolism: From "who are they?" to "what are they doing?". J Dent Res. 2015; 94(12): 1628-1637. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Rezaei T, Mehramouz B, Gholizadeh P, Yousefi L, Ganbarov K, Ghotaslou R, et al. Factors associated with Streptococcus mutans pathogenicity in the oral cavity. Biointerface Res Appl Chem. 2023; 13(4): 368. Přejít k původnímu zdroji...
    36. Stahl V, Vasudevan K. Comparison of efficacy of cannabinoids versus commercial oral care products in reducing bacterial content from dental plaque: A preliminary observation. Cureus. 2020; 12(1): e6809. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Vasudevan K, Stahl V. Cannabinoids infused mouthwash products are as effective as chlorhexidine on inhibition of total-culturable bacterial content in dental plaque samples. J Cannabis Res. 2020; 2(1): 20. Přejít k původnímu zdroji...
    38. Haffajee AD, Yaskell T, Socransky SS. Antimicrobial effectiveness of an herbal mouthrinse compared with an essential oil and a chlorhexidine mouthrinse. J Am Dental Assoc. 2008; 139(5): 606-611. Přejít k původnímu zdroji...
    39. Vacek J. CBD effects on periodontal health of patients with chronic Periodontitis (Stoma-CBD) 2022 August 11 In: ClinicalTrialsgov [Internet] Bethesda (MD): US National Library of Medicine Available from: https://clinicaltrialsgov/ct2/show/NCT05498012 ClinicalTrialsgov Identifier: NCT05498012.

    Tento článek je publikován v režimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0), která umožňuje nekomerční distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.


    Zpět na obsah