 |
Investigating and exploiting the sebostatic potential of phytocannabinoids
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
101761 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Bíró, Tamás |
| Title in Hungarian |
Növényi kannabinoidok sebostaticus hatásának vizsgálata és kiaknázása |
| Title in English |
Investigating and exploiting the sebostatic potential of phytocannabinoids |
| Keywords in Hungarian |
humán faggyúmirigy, zsírtermelés, endokannabinoid rendszer, növényi kannabinoidok, acne vulgaris |
| Keywords in English |
human sebaceous gland, lipid production, endocannabinoid system, phytocannabinoids, acne vulgaris |
| Discipline |
| Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences) | 100 % |
|
| Panel |
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology |
| Department or equivalent |
Department of Immunology (University of Debrecen) |
| Participants |
Fodor, Angéla
Hollósi, Erika
Juhász, István
Lisztes, Erika
Oláh, Attila
Szöllősi, Attila Gábor
Tóth, István Balázs
|
| Starting date |
2012-10-01 |
| Closing date |
2015-09-30 |
| Funding (in million HUF) |
30.000 |
| FTE (full time equivalent) |
11.00 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A KUTATÁS ÖSSZEFOGLALÓJA, CÉLKITŰZÉSEI SZAKEMBEREK SZÁMÁRA
Acne vulgaris, mely betegség a faggyúmirigyek patológiásan megemelkedett sebumtermelésével jellemezhető, világszerte emberek millióinak életminőségét veszélyezteti. Sajnálatos módon hiányoznak a könnyen alkalmazható, jól tolerált és univerzális hatékonyságú kezelési módok. Ezért egyre növekvő igény mutatkozik mind a társadalom, mind az orvostudomány felől az iránt, hogy új terápiás hatóanyagokat és célpontokat azonosítsanak.
Ezen kihívásra válaszolva innovatív, nagymértékben fókuszált, alapkutatási projektünkben – melyet egy szakértő, multidiszciplináris kutatói team hazai és nemzetközi kollaboráció keretében kíván megvalósítani – célunk a Cannabis sativából izolált növényi kannabinoid vegyületek sebostaticus potenciáljának vizsgálata és kiaknázása. A projektben az alábbi specifikus célokat tűztük ki: (i) A növényi kannabinoidok hatásmechanizmusának (receptor „célpontok, szignalizációs mechanizmusok) leírása; (ii) A növényi kannabinoidok „univerzális sebostaticus” hatásának feltárása; (iii) A vegyületek egyéb sebocyta funkciókra gyakorolt hatásainak azonosítása.
Várható eredményeink egyrészt betekintést engednek a növényi kannabinoidok in vitro, in situ és in vivo sebostaticus hatásának pontos mechanizmusába. Ezen túlmenően, reményeink szerint, pre-klinikai adataink birtokában humán vizsgálatok indulhatnak el, melyek szisztematikusan feltárják a növényi kannabinoid vegyületek alkalmazhatóságának lehetőségét olyan gyakori bőrbetegségek kezelésében, mint pl. az acne vulgaris, valamint egyéb, kórosan megváltozott faggyúmirigy működéssel jellemzett kórállapotok.
MI A KUTATÁS ALAPKÉRDÉSE?
Korábbi kísérleteink során kimutattuk, hogy az endokannabinoid rendszer központi szereppel bír a humán faggyúmirigy (FM) biológiai folyamatainak szabályozásában. Humán tenyésztett sebocytákat vizsgálva ugyanis bebizonyosodott, hogy a lokálisan termelődő endokannabinoidok fokozták a sejtek lipid (sebum) termelését. Jelenleg zajló kutatásaink ugyanakkor egy meglepően érdekes előzetes eredményre vezettek. Megállapítottuk ugyanis, hogy Cannabis sativa növényből izolált, egyes nem-pszichotróp növényi kannabinoidok (pl. cannabidiol, cannabigerol) nem fokozták a sejtek zsírtermelését, hanem, a fentiekkel szöges ellentétben, szinte teljes mértékben kivédték az endokannabinoidok lipogén hatását.
Mindezen izgalmas adatok egy új hipotézist körvonalaznak; eszerint a non-pszichoaktív növényi kannabinoidok felhasználhatók lennének a FM-eredetű sebocytákban patológiás mértékben fokozódó zsírtermelés folyamatos kontrolljára. Természetesen, a fenti hipotézis validitásának pontos megítéléséhez számos, az alábbiakban felsorolt kérdések gondos megválaszolása szükségeltetik:
- A növényi kannabinoidok pontosan hogyan fejtik ki zsírtermelést gátló hatásukat a FM sejtjeiben?
- Másszóval, milyen receptor “célpontok” és jelátviteli útvonalak vesznek részt a hatás kifejlődésében?
- Vajon a növényi kannabinoidok “univerális szebosztatikus ágensként” hatnak?
- Megváltoztatják-e a növényi kannabinoidok a sejtek más biológiai folyamatait (pl. életképesség, növekedés, túlélés) is?
MI A KUTATÁS JELENTŐSÉGE?
A jelenleg rendelkezésre álló legjobb humán modelleken végzető kísérleteink várható eredményei betekintést engednek a növényi kannabinoidok in vitro, in situ és in vivo sebostaticus hatásának pontos mechanizmusába. Azaz, azonosítják a receptor “célpontokat” és jelátviteli útvonalakat; feltárják a szebosztatikus hatás „univerzális” jellegét; valamint meghatározzák az ágensek hatását a bőr folyamataira általban.
Ezen alapkutatási eredményeink elengedhetetlenül szükségesek a vegyületek potenciális terápiás alkalmazhatóságához megítéléséhez. A pre-klinikai adatok birtokában ugyanis, további K+F innováció részeként, reményeink szerint humán vizsgálatok indulhatnak el, melyek feltárják a növényi kannabinoid vegyületek alkalmazhatóságának lehetőségét az acne vulgaris, valamint egyéb, kórosan megváltozott faggyútermeléssel jellemzett kórállapotok kezelésében. Igen vonzó jövőbeli perspektívaként így alapkutatási eredményeink – kiegészülve az „innovációs láncolat” (pl. oltalmi jogok beszerzése, megvalósíthatósági tanulmányok, piackutatás és pozicionálás, marketing, stb.) szorosan kapcsolódó eseményeivel – végeredményben „innovatív növényi kannabinod termékek” (pl. topicalisan alkalmazható krémek, oldatok) kifejlesztéséhez vezethetnek. Amennyiben ez megvalósul, úgy erőfeszítéseink nemcsak kézzelfogható anyagi és gazdasági haszonnal/bevétellel kecsegtetnek, de egyértelmű társadalmi jelentőséggel is bírnak, hiszen az új készítmények emberek millióinak életminőségét javíthatják Magyarországon és a világ országaiban egyaránt.
A KUTATÁS ÖSSZEFOGLALÓJA, CÉLKITŰZÉSEI LAIKUSOK SZÁMÁRA
Az akné (gyulladásos pattanásosság), mely betegség a faggyúmirigyek kórosan megemelkedett zsír (faggyú) termelésével jellemezhető, világszerte emberek millióinak életminőségét veszélyezteti. Sajnálatos módon hiányoznak a könnyen alkalmazható, jól tolerált és univerzális hatékonyságú kezelési módok. Ezért egyre növekvő igény mutatkozik mind a társadalom, mind az orvostudomány felől az iránt, hogy új terápiás hatóanyagokat és célpontokat azonosítsanak.
Ezen kihívásra válaszolva innovatív, nagymértékben fókuszált alapkutatási projektünkben – melyet egy szakértő kutatói csapat hazai és nemzetközi kollaboráció keretében kíván megvalósítani – célunk a vadkenderből (Cannabis sativa) izolált növényi kannabinoid vegyületek faggyúteremelés gátló potenciáljának vizsgálata és kiaknázása. A projektben az alábbi specifikus célokat tűztük ki: (i) A növényi kannabinoidok hatásmechanizmusának leírása; (ii) A növényi kannabinoidok „univerzális” hatékonyságának feltárása; (iii) A vegyületek egyéb faggyúmirigy funkciókra gyakorolt hatásainak azonosítása.
Várható eredményeink egyrészt betekintést engednek a növényi kannabinoidok pontos hatásmechanizmusába. Ezen túlmenően, reményeink szerint, adataink birtokában klnikai vizsgálatok indulhatnak el, melyek feltárják a növényi kannabinoid vegyületek alkalmazhatóságának lehetőségét olyan gyakori bőrbetegségek kezelésében, mint pl. az akné, valamint egyéb, kórosan megváltozott faggyútermeléssel jellemzett kórállapotok. | Summary SUMMARY OF PROPOSED RESEARCH INCLUDING KEY GOALS FOR SCIENTIFICALLY QUALIFIED ASSESSORS
Acne vulgaris, which is characterized by pathologically elevated sebum production of the sebaceous glands, impair the quality of life of millions worldwide. Despite extensive efforts, we still lack easily applicable, well-tolerated, and universally effective tools to manage these conditions. Hence, there is an emerging demand from both the medical community and the society to identify new therapeutic tools and targets.
To respond to this challenge, in the current, innovative, highly focused, basic research project performed by an expert, multidisciplinary, international research team, we aim at exploiting the sebostatic potential of various phytocannabinoids derived from the plant Cannabis sativa. Specifically, we aim at (i) Defining the receptor “targets” and signaling mechanisms involved in mediating the effects of phytocannabinoids; (ii) Determining whether phytocannabinoids function as “universal sebostatic agents”; (iii) Investigating whether phytocannabinoids alter other biological functions of human sebocytes.
Our results will provide a deep insight to the exact mechanisms of action of the in vitro, in situ, and in vivo sebostatic effects of phytocannabinoids. Moreover, our pre-clinical findings will hopefully encourage one to systematically explore whether phytocannabinoids can be exploited in the clinical management of common skin disorders (such as e.g. acne vulgaris) or other diseases with pathologically altered sebaceous functions.
WHAT ARE THE RESEARCH QUESTIONS?
We have previously shown that the endocannabinoid system plays a key role in the regulation of human sebaceous gland (SG) biology. On human cultured sebocytes, we have presented that locally produced endocannabinoids stimulate lipid (sebum) production in these cells. However, our ongoing research efforts have recently resulted in strikingly exciting preliminary data. We found that certain phytocannabinoids from the plant Cannabis sativa (e.g. cannabidiol, cannabigerol) did not stimulate sebaceous lipid synthesis; instead, they markedly inhibited the lipogenic effects of endocannabinoids.
These recent intriguing data invite an attractive, novel hypothesis: According to this, it is proposed that non-psychoactive phytocannabinoids may be used to suppress the elevated lipid (sebum) production of SG-derived sebocytes seen under pathological conditions. However, in order to properly define the validity of the above idea, the following questions should carefully be addressed:
- Exactly how do phytocannabinoids inhibit human sebaceous lipid synthesis?
- In other words, which receptor “targets” and signaling mechanisms are involved in mediating their actions?
- Do phytocannabinoids function as “universal sebostatic agents”?
- Do phytocannabinoids alter other biological functions (e.g. viability, growth, survival) of human sebocytes and other skin cells in general?
WHAT IS THE SIGNIFICANCE OF THE RESEARCH?
Our experiments, to be performed on the best available human model systems, will provide a deep insight to the exact mechanisms of action of the in vitro, in situ, and in vivo sebostatic effects of phytocannabinoids. Specifically, our expected results will identify their target receptors and signaling mechanisms; uncover the “universality” of their sebostatic actions; and define their effects on human skin functions in general.
Our basic research data are indispensable for predicting the potential therapeutic impact of phytocannabinoids. With these pre-clinical findings in hand, as part of further R&D innovations, one would (hopefully) initiate and sponsor human trials to explore the actual use of phytocannabinoids in the clinical management of acne vulgaris (and related dermatoses). Therefore, as an intriguing perspective, our current basic research project and the closely related subsequent events of the “innovation chain” (e.g. IP issues, feasibility studies, market research and positioning, marketing, etc.) may eventually result in the development of “innovative phytocannabinoid products” such as e.g. topically applicable creams or ointments. If this is realized, our research efforts – besides resulting in definite commercial and economic values/income – will eventually have obvious social impact, since the application of these novel products may improve quality of life of millions in Hungary and worldwide. |
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Nilius B, Bíró T, Owsianik G.: TRPV3: time to decipher a poorly understood family member!, J Physiol. 592(Pt2):295-304, 2013 | | Szöllősi A.G., Oláh A., Tóth I.B., Papp F., Czifra G., Panyi G., Bíró T.: Transient Receptor Potential Vanilloid-2 Mediates the Effects of Transient Heat Shock on Endocytosis of Human Monocyte-Derived Dendritic Cells., FEBS Lett. 587(9):1440-1445., 2013 | | Dózsa A., Dezső B., Tóth B.I., Bácsi A., Poliska S., Camera E., Picardo M., Zouboulis C.C., Bíró T., Schmitz G., Liebisch G., Rühl R., Remenyik E., Nagy L.: PPARγ-Mediated and Arachidonic Acid-Dependent Signaling is Involved in Differentiation and Lipid Production of Human Sebocytes., J. Invest. Dermatol. 134(4):910-920., 2014 | | Oláh A, Tóth IB, Borbíró I, Sugawara K, Szöllősi AG, Czifra G, Pál B, Ambrus L, Kloepper J, Camera E, Ludovici M, Picardo M, Voets T, Zouboulis CC, Paus R, Bíró T.: Cannabidiol Exerts Sebostatic and Anti-Inflammatory Effects on Human Sebocytes., J. Clin. Invest. 124(9):3713-3724, 2014 | | Szöllősi AG:: Role of the endocannabinoid system in the regulation of biological processes of the skin, Defended PhD thesis, 2014 | | Tóth B.I., Oláh A., Szöllősi A.G., Bíró T.: TRP Channels in the Skin., Br. J. Pharmacol. 171(10):2568-2581., 2014 | | Helyes Zs., Kun J., Dobrosi N., Sándor K., Németh J., Perkecz A., Pintér E., Szabadfi K., Gaszner B., Tékus V., Szolcsányi J., Steinhoff M., Hashimoto H., Reglődi D., Bíró T.: Pituitary Adenylate-Cyclase Activating Polypeptide is Up-Regulated in Murine Skin Inflammation and Mediates Transient Receptor Potential Vanilloid-1-Induced Neurogenic Edema., J. Invest. Dermatol. 135(9):2209-2218., 2015 | | Maccarrone M., Bab I., Bíró T., Cabral G.A., Dey S.K., Di Marzo V., Konje J.C., Kunos G., Mechoulam R., Pacher P., Sharkey K.A., Zimmer A.: Endocannabinoid Signaling at the Periphery: 50 Years After THC., Trends Pharmacol. Sci. 36(5):277-296., 2015 | | Mócsai G., Gáspár K., Dajnoki Z., Tóth B., Gyimesi E., Bíró T., Maródi L., Szegedi A.: Investigation of Skin Barrier Functions and Allergic Sensitization in Patients with Hyper-IgE Syndrome., J. Clin. Immunol. (Epub ahead of print), 2015 | | Oláh A.: Role of (endo)cannabinoid signaling in controlling certain pathophysiological processes of the human skin, Submitted PhD thesis, 2015 | | Oláh A, Tóth IB, Borbíró I, Sugawara K, Kloepper J, Szöllősi AG, Czifra G, Pál B, Ambrus L, Camera E, Ludovici M, Picardo M, Voets T, Zouboulis CC, Paus R, Bíró T.: ‘Weed against zit?’ Cannabidiol exerts complex anti-acne effects on human sebocytes., J Clin Invest. (under revision), 2013 | | Oláh A, Szöllősi AG, Bíró T.: The channel physiology of the skin., Rev Physiol Biochem Pharmacol. 163:65-131., 2012 | | Nilius B, Bíró T.: TRPV3: a 'more than skinny' channel., Exp Dermatol. 22(7):447-52., 2013 | | Tóth IB, Bíró T.: TRP channels and pruritus., Open Pain J 6:62-80 (Suppl 1: M8), 2013 | | Nilius B, Bíró T, Owsianik G.: TRPV3: time to decipher a poorly understood family member!, J Physiol. [Epub ahead of print], doi: jphysiol.2013.255968, 2013 | | Oláh A, Szöllősi AG, Lisztes E, Sugawara K, Paus R, Zouboulis CC, Bíró T: “Weed against zit?” – Investigation of the anti-acne effects of cannabidiol., J Invest Dermatol. 133:S87., 2013 | | Bíró T.: How cannabinoids and TRP channels impact skin physiology and pathology: Lessons from the pilosebaceous unit. (Invited Lecture), 40th ADF Meeting; Workshop: "The pilosebaceous unit beyond hair loss and acne: A world waiting to be discovered", March 14-16, 2013, Dessau, Germany, 2013 | | Bíró T.: Új mechanizmusok a bőr gyulladásos folyamatainak szabályozásában. (Invited Lecture), A Magyar Allergológiai és Klinikai Immunológiai Társaság és a Magyar Immunológiai Társaság XXIV. Továbbképzése. 2013. március 22 - 23. Nefelejcs Hotel, Mezőkövesd, 2013 | | Bíró T.: ‘The stoned skin’ – The cutaneous cannabinoid system: from itch to acne. (Invited Lecture), International Investigative Dermatology Edinburgh 2013; IID 1st Dermatoendocrinology Satellite Meeting, May 7, 2013, Edinburgh, Scotland, UK, 2013 | | Oláh A, Szöllősi AG, Lisztes E, Sugawara K, Paus R, Zouboulis CC, Bíró T.: “Weed against zit?” – Investigation of the anti-acne effects of cannabidiol. (Oral presentation), International Investigative Dermatology Edinburgh 2013; Eastern European Research Satellite Meeting, May 7, 2013, Edinburgh, Scotland, UK, 2013 | | Oláh A, Szöllősi AG, Herczeg-Lisztes E, Ambrus L, Papp R, Sugawara K, Paus R, Zouboulis CC, Bíró T.: A transzmembrán (endo)kannabinoid szignalizáció szerepe a faggyúmirigyek biológiai folyamatainak szabályozásában. (Oral presentation), 43. Membrán- Transzport Konferencia; 2013. május 21-24, Sümeg, Magyarország, 2013 | | Oláh A, Szöllősi AG, Herczeg-Lisztes E, Ambrus L, Papp R, Sugawara K, Paus R, Zouboulis CC, Bíró T.: A (-)-kannabidiol anti-acne hatásainak vizsgálata humán szebocitákon. (Poster), A Magyar Élettani, Farmakológiai és Mikrocirkulációs Társaságok 2013. évi közös Tudományos Kongresszusa; 2013. június 5-8, Budapest, Magyarország, 2013 | | Bíró T.: TRP channels, phytocannabinoids, and skin disorders. (Invited Lecture), GW Phytocannabinoid Conference, July 24, 2013, Cambridge, UK, 2013 | | Bíró T.: Phytocannabinoids: A potential link between the gut and skin. (Invited Lecture), Giuliani “Gut-Skin” Conference, September 6-8, 2013, Rome, Italy, 2013 | | Oláh A, Tóth IB, Borbíró I, Sugawara K, Szöllősi AG, Czifra G, Pál B, Ambrus L, Kloepper J, Camera E, Ludovici M, Picardo M, Voets T, Zouboulis CC, Paus R, Bíró T.: ‘Weed against zit?’ Cannabidiol exerts sebostatic and anti-inflammatory effects on human sebocytes., J Clin Invest. 124(9):3713-3724, 2014 | | Nilius B, Bíró T.: TRPV3: a 'more than skinny' channel., Exp Dermatol. 22(7):447-52., 2013 | | Nilius B, Bíró T, Owsianik G.: TRPV3: time to decipher a poorly understood family member!, J Physiol. 592(Pt2):295-304, 2013 | | Tóth B.I., Oláh A., Szöllősi A.G., Bíró T.: TRP Channels in the Skin., Br. J. Pharmacol. 171(10):2568-2581., 2014 | | Ambrus L., Lisztes E., Bodnár D., Balogh N., Zouboulis C.C., Bíró T., Oláh A.: Identification of the signaling pathway mediating the anti-inflammatory effect of cannabidiol on human sebocytes., J. Invest. Dermatol 134:S79, 2014 | | Bíró T.: Sejt-specifikus receptor-mediált cannabinoid szignalizáció a bőr sejtjeiben., 44. Membrán-Transzport Konferencia, 2014 május 20-23., Sümeg (Invited lecture), 2014 | | Oláh A., Ambrus L., Szöllősi A.G., Zouboulis C.C., Bíró T.: “Weed against zit?” – Exploration of the mechanisms of the complex anti-acne actions of cannabidiol., 24th Annual Symposium of the International Cannabinoid Research Society, June 28 – July 3, Baveno, Italy (Invited lecture), 2014 | | Bíró T.: Exploitation of phytocannabinoids in the treatment of orphan skin diseases., 24th Annual Symposium of the International Cannabinoid Research Society, June 28 – July 3, Baveno, Italy (Invited lecture), 2014 | | Ambrus L., Lisztes E., Bodnár D., Balogh N., Zouboulis C.C., Bíró T., Oláh A.: Identification of the signaling pathway mediating the anti-inflammatory effect of cannabidiol on human sebocytes., 44th Annual Meeting of the European Sociaty for Investigative Dermatology, September 10-13, Copenhagen, Denmark, 2014 | | Oláh A., Markovics A., Szabó-Papp J., Szabó P.T., Stott C., Zouboulis C.C., Bíró T. :: Differential Effectiveness of Selected Non-Psychotropic Phytocannabinoids on Human Sebocyte Functions Implicates Their Introduction in Dry/Seborrheic Skin and Acne Treatment., Exp. Dermatol. (Submitted for publication), 2015 | | Tóth B.I,. Szallasi A., Bíró T.:: Transient Receptor Potential Channels and Itch: How Deep Should We Scratch?, Handb. Exp. Pharmacol. 226:89-133., 2015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
