Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/159598
Author(s): Duarte Miguel Ramos Carvalhinho
Title: Administration of delta-9-tetrahydrocannabinol impacts hippocampal formation neurogenesis in female Wistar rats
Issue Date: 2024-06-07
Abstract: The world has been facing cannabis legalization modifications for recreational and medical usage. Women are not only becoming an increasing proportion of its users but also show a tendency to be more dependent than men. This fact regards the involvement of the endocannabinoid system (ECS) in several physiological and pathological processes. Exogenous cannabinoids like delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) act on the same receptors as the endocannabinoids, anandamide and 2-arachidonylglycerol (2-AG): cannabinoid receptor 1 (CB1) and cannabinoid receptor 2 (CB2). These receptors are abundant in the brain, especially in the hippocampal formation (HF), and are capable of influencing adult hippocampal neurogenesis (AHN). Thus, it becomes essential to better understand the ECS interaction with female gonadal hormones and its impact on neurogenesis. Sixteen young adult female Wistar rats underwent ovariectomy, following which they were divided into groups for treatment with THC and estradiol benzoate (EB), administered subcutaneously. Immunohistochemistry was performed to assess cell proliferation using Ki-67 protein, neurogenesis using doublecortin (DCX) and polysialylated neuronal cell adhesion molecule (PSA-NCAM), CB1 receptor expression, and inflammation using cyclooxygenase 2 (COX-2) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α), within the HF. Fluorescence quantification was conducted and statistical analyses were performed to determine significant differences between experimental groups. The administration of THC promotes cell proliferation by affecting Ki-67 immunoreactivity on HF and it tendentially increases DCX expression, although no significant effects were observed for DCX and PSA-NCAM. The expression of CB1 receptor is modulated by THC, with a significant increase in dentate gyrus (DG) granular layer and hilus in EB-primed rats. Furthermore, THC exposure also influenced COX-2 and TNF-α expression levels differently across HF areas. The findings of this study suggest that administration of THC in female rats enhances AHN and reduces inflammation in HF, especially in the presence of EB. Our results shed light on the complexity of cannabinoid effects on neurogenesis, given the interaction of gonadal hormones, which provide insights into potential pharmacological interventions for neuropsychiatric disorders. Further research is warranted to clarify the interactions between molecular mechanisms and clinical implications.
Description: Têm sido feitas modificações na legalização do consumo de canábis para uso recreativo e médico em todo o mundo. As mulheres não só se estão a tornar numa proporção crescente dos seus consumidores, como também mostram tendência a ser mais dependentes comparativamente aos homens. De facto, o sistema endocanabinóide (ECS) está envolvido em vários processos fisiológicos e patológicos. Os canabinóides exógenos como o delta-9-tetrahidrocanabinol (THC) atuam nos mesmos recetores que os endocanabinóides, anandamida e 2-araquidonilglicerol (2-AG): recetor canabinóide 1 (CB1) e recetor canabinóide 2 (CB2). Estes recetores são abundantes no cérebro, especialmente na formação hipocampal (HF), e são capazes de influenciar a neurogénese hipocampal adulta (AHN). Assim, torna-se essencial compreender melhor a interação do ECS com as hormonas gonadais femininas e o seu impacto na neurogénese. Dezasseis ratos fêmea Wistar foram submetidas a ovariectomia, sendo posteriormente divididas em grupos para tratamento com THC e benzoato de estradiol (EB), administrados por via subcutânea. Foi realizada imunohistoquímica para avaliar a proliferação celular, com recurso à proteína Ki-67, a neurogénese, com recurso à doublecortin (DCX) e à molécula de adesão celular neuronal (PSA-NCAM), a expressão do recetor CB1 e a inflamação, com recurso à cicloxigenase 2 (COX-2) e ao fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), dentro da HF. Foi realizada quantificação da fluorescência e a análise estatística determinou diferenças significativas entre os grupos experimentais. A administração de THC parece aumentar a proliferação celular afetando a imunoreatividade da proteína Ki-67 na HF e aumenta tendencialmente a expressão de DCX, embora não tenham sido observados efeitos significativos para a expressão de DCX e de PSA-NCAM. A expressão do recetor CB1 é modulada pelo THC, com um aumento significativo na camada granular do giro denteado (DG) e no hilo, particularmente em ratos fêmea tratados com EB. Além disso, a exposição ao THC também influenciou os níveis de expressão de COX-2 e TNF-α de forma diferente em áreas da HF. Os resultados deste estudo sugerem que a administração aguda de THC em ratos fêmeas aumenta a AHN e reduz a inflamação na HF, especialmente na presença de EB. Os nossos resultados contribuem para o conhecimento da complexidade dos efeitos dos canabinóides na neurogénese, dada a interação das hormonas gonadais, o que levanta hipóteses para potenciais intervenções farmacológicas em distúrbios neuropsiquiátricos. É necessário mais investigação para esclarecer os mecanismos moleculares e implicações clínicas dessas interações.
Subject: Medicina básica
Basic medicine
Scientific areas: Ciências médicas e da saúde::Medicina básica
Medical and Health sciences::Basic medicine
DOI: 10.34626/stp2-cm14
TID identifier: 203751604
URI: https://hdl.handle.net/10216/159598
Document Type: Dissertação
Rights: embargoedAccess
License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Embargo End Date: 2027-06-06
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