M. A. T. Blaskovich, A. M. Kavanagh, A. G. Elliott, B. Zhang, S. Ramu, M. Amado, G. J. Lowe, A. O. Hinton, D. M. T. Pham, J. Zuegg, N. Beare, D. Quach, M. D. Sharp, J. Pogliano, A. P. Rogers, D. Lyras, L. Tan, N. P. West, D. W. Crawford, M. L. Peterson, M. Callahan, M. Thurn: The antimicrobial potential of cannabidiol

(CommunicationsBiology 2020, doi: 10.1038/s42003-020-01530-y)

Abstrakt:

Okrem rozšírenia už známeho antibiotického účinku kanabidiolu (CBD) na ďalšie kmene Gram-pozitívnych baktérií, po prvýkrát sa podarilo preukázať aj významný antimikrobiálny efekt CBD a jeho syntetických derivátov na niektoré Gram-negatívne baktérie. Tento farmakologický efekt by mohol byť potenciálne využiteľný na humánnu liečbu kvapavky, meningitídy, pneumónie alebo legionárskej choroby. Analógy CBD tak po 60 rokoch zároveň predstavujú štrukturálne nový typ antibiotík účinných na špecifickú skupinu rezistentných baktérií.

Výsledky:

Autori otestovali in vitro antimikrobiálny účinok kanabidiolu na 40 rôznych kmeňoch Gram-pozitívnych a Gram-negatívnych baktérií. Zistili, že CBD účinne inhibuje (MIC 1–4 mg/mL) rast podstatne širšieho spektra Gram-pozitívnych baktérií, než sa doposiaľ vedelo  a to vrátane rezistentných typov (MRSA,MDR Streptococcus pneumoniae, Enterococcus faecalis,či anaeróbu Clostridoides difficile). Zároveň však pozorovali aj významný inhibičný efekt (MIC 1–2 mg/mL) na 4 kmene Gram-negatívnych baktérií, ktoré spôsobujú kvapavku a meningitídu (Neisseria gonorrhoeae, meningitides), bronchopneumóniu (Moraxella catarrhalis) či legionársku chorobu (Legionella pneumophila). Ide o dôležité zistenie, pretože tieto baktérie sú vďaka svojej vonkajšej membráne obzvlášť odolné voči účinku rôznych antibiotík. Taktiež sa ukázalo, že CBD účinne bráni aj rastu bakteriálneho biofilmu, čo môže významne podporovať jeho antimikrobiálnu aktivitu.  Súčasne bola pozorovaná len nízka miera vzniku bakteriálnej rezistencie pri inhibičných dávkach kanabidiolu, ktoré boli zároveň len minimálne cytotoxické. Autori sa domnievajú, že CBD má unikátny mechanizmus antibiotického účinku, v dôsledku ktorého dochádza k porušeniu (tvorby) bakteriálnej membrány, ale detaily tohto procesu zatiaľ nie sú známe a bude ešte potrebný ďalší výskum.

Následne bola pripravená séria analógov CBD, ktoré boli spolu s ďalšími prírodnými kanabinoidmi testované na antimikrobiálnu aktivitu v rámci SAR štúdie za účelom zistenia vplyvu ich molekulárnej štruktúry na antibiotický účinok. Hlavným cieľom bolo zvýšenie systémovej aktivity (znížením sérovej väzby) CBD a kanabinoidov za súčasného zachovania ich antimikrobiálnych vlastností. Prvotné výsledky naznačujú, že existuje značný potenciál na vývoj účinného antibiotika selektívneho voči baktérii Neisseria gonorrhoeae, čo by znamenalo perspektívne novú liečby kvapavky. Pričom význam úzkospektrálnych antibiotík v medicíne stále narastá, keďže sú – na rozdiel od širokospektrálnych liečiv – oveľa šetrnejšie k humánnemu mikrobiómu. Ukazuje sa, že kanabidiol by mohol byť prototypom štrukturálne novej skupiny antibiotík na liečbu špecificky Gram-negatívnych a obzvlášť rezistentných baktérií, ktoré stále predstavujú značnú výzvu antimikrobiálnej intervencie.

Za účelom vývoja okamžitej aplikácie antibiotického účinku CBD, autori iniciovali klinickú štúdiu nosovej dekolonizácie rezistentnou baktériou Staphylococcus aureus (MRSA), s perspektívnym cieľom redukcie stafylokokovej infekcie počas chirurgického zákroku. Výsledky II. fázy skúšok sa očakávajú ešte tento rok.

Záver:

Kanabidiol a príbuzné kanabinoidy majú významnú in vitro antibiotickú aktivitu voči rôznym patogénnym mikróbom a obzvlášť voči niektorým rezistentným Gram-negatívnym baktériám, vrátane kmeňov spôsobujúcich kvapavku, pneumóniu, meningitídu a legionársku chorobu. CBD účinne bráni rastu bakteriálneho biofilmu, je relatívne netoxický pri farmakologicky účinných dávkach a zároveň spôsobuje len nízku mieru mutácií. Deriváty CBD predstavujú štrukturálne novú skupinu selektívnych antibiotík na potenciálnu liečbu bakteriálnych infekcií spôsobených rezistentnými kmeňmi. V súčasnosti sa klinicky testuje CBD na topikálnu liečbu potenciálnej MRSA infekcie počas chirurgickej intervencie.

Skratky a vysvetlivky: CBD – kanabidiol, MDR – multi-drug resistant, MIC – minimálna inhibičná koncentrácia, MRSA – meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus („zlatý“ stafylokok), SAR – štruktúrno-aktivitná závislosť.