Towards new therapeutic strategies based on cannabinoids for Dravet syndrome

Resumen

El síndrome de Dravet (SD) es una encefalopatía pediátrica severa, caracterizada por convulsiones refractarias que normalmente se asocian con retraso en el desarrollo, deterioro cognitivo, hiperactividad y autismo, así como con un mayor riesgo de muerte súbita. La mayoría de los casos están causados por mutaciones en un alelo del gen Scn1a, que codifica la subunidad alfa de tipo 1 del canal de sodio dependiente de voltaje neuronal (NaV1.1). Las mutaciones provocan una pérdida de funcionalidad del canal que afecta específicamente a interneuronas GABAérgicas, dando lugar a hiperexcitabilidad neuronal por falta de inhibición. De ello se derivan otros eventos patogénicos como inflamación y estrés oxidativo, lo que en conjunto permite explicar las crisis epilépticas y las comorbilidades que caracterizan el complejo fenotipo del SD. Los fármacos actuales tienen una eficacia muy limitada, ya que sus mecanismos de acción se centran únicamente en disminuir la excitabilidad. Por ello, un correcto abordaje terapéutico del SD requiere la modulación adicional de la inflamación y el estrés oxidativo. En este contexto, se han propuesto a los cannabinoides como moléculas capaces de modular el conjunto de mecanismos patogénicos. De hecho, recientemente se ha aprobado el uso de cannabidiol (CBD), el principal fitocannabinoide no psicoactivo, para el tratamiento del SD y otras epilepsias pediátricas. Con estas premisas, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido validar el potencial terapéutico de los cannabinoides en el SD. Para ello, en primer lugar, se procedió a caracterizar un nuevo modelo murino knock-in condicional del SD basado en la mutación A1783V de la proteína NaV1.1 específicamente en neuronas (bajo el promotor de la sinapsina 1), con el cual poder realizar experimentos farmacológicos a largo plazo. Mediante pruebas comportamentales, comprobamos que los ratones recapitulan las principales características fenotípicas del SD. Además, diferentes técnicas bioquímicas e histológicas revelaron la existencia de alteraciones en algunos elementos del sistema endocannabinoide, así como de eventos relacionados con la inflamación, tales como la rotura parcial de la barrera hematoencefálica y gliosis reactiva. Una vez validado dicho modelo como una buena herramienta para estudiar el progreso de la enfermedad, e identificada la inflamación como un evento patogénico clave, estudiamos el potencial terapéutico del beta-cariofileno (BCP), un terpeno presente en la planta Cannabis sativa. Mediante experimentos farmacológicos en el modelo murino, demostramos que la administración aguda de BCP es capaz de disminuir la severidad de las convulsiones inducidas por el agente proconvulsivante pentilenotetrazol. Además, su administración crónica fue capaz de atenuar las alteraciones comportamentales y la muerte súbita, así como la gliosis reactiva. Finalmente, debido a los buenos resultados obtenidos con el BCP, quisimos estudiar los posibles beneficios adicionales que pudiesen obtenerse tras la administración conjunta de BCP con CBD, ya que éste último ya está siendo utilizado en la clínica. Experimentos farmacológicos realizados tanto en un modelo in vitro de inflamación (células microgliales BV2 estimuladas con LPS), como in vivo en el modelo murino de SD, pusieron de manifiesto que la combinación de ambos compuestos ejerce efectos positivos adicionales en comparación con su administración individual, lo que podría deberse al conocido como ¿efecto entourage¿ que ha sido descrito para determinadas combinaciones de terpenos y fitocannabinoides. En conclusión, los resultados obtenidos han permitido validar el modelo murino basado en la mutación A1783V en neuronas de la proteína NaV1.1 como una buena herramienta experimental para el estudio del SD. Además, hemos confirmado la eficacia de compuestos cannabinoides para el tratamiento de esta enfermedad, sugiriendo que la combinación de CBD con otros compuestos puede reportar beneficios adicionales.