Μελέτη προϊόντος εγκλεισμού κανναβιδιόλης σε β-κυκλοδεξτρίνη

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η Cannabis sativa L. προσελκύει παγκόσμιο ενδιαφέρον λόγω των ιδιοτήτων της. Αρχικά, στο θεωρητικό μέρος της παρούσας μελέτης αναφέρονται τα χαρακτηριστικά του φυτού καθώς και τα φυτοκανναβινοειδή, που διαχωρίζονται σε ψυχοτροπικά και μη ψυχοτροπικά, εστιάζοντας στη κανναβιδιόλη. Με στόχο τη βελτίωση των φυσικοχημικών της ιδιοτήτων επιχειρείται ο εγκλεισμός της σε κυκλοδεξτρίνες. Σκοπός της παρούσας μελέτης αποτελούν η παρασκευή, o χαρακτηρισμός, ο προσδιορισμός της δομής και η in vitro μελέτη της αντικαρκινικής δράσης του προϊόντος εγκλεισμού κανναβιδιόλης (CBD) σε β-κυκλοδεξτρίνη (β-CD). Δοκιμές παραλαβής CBD από Cannabis sativa L. και ποσοτικός προσδιορισμός, παραλαβή και ταυτοποίηση συστατικών αιθερίου ελαίου Cannabis sativa L. και μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης. Η παρούσα εργασία διακρίνεται σε τρία μέρη. Στο πρώτο μέρος πραγματοποιήθηκε εκχύλιση Soxhlet και εκχύλιση σε υδατικό διάλυμα κυκλοδεξτρινών (CDs) από Cannabis sativa L., τα εκχυλίσματα αναλύθηκαν με HPLC, ενώ το αιθέριο έλαιο λήφθηκε με τη μέθοδο της υδροαπόσταξης σε συσκευή Clevenger και η χημική του σύσταση αξιολογήθηκε με GC/MS, ταυτοποιήθηκαν συνολικά 75 ενώσεις με κυρίαρχες το β-μυρκένιο και α-πινένιο. Στο δεύτερο μέρος, παρασκευάστηκαν σύμπλοκα εγκλεισμού β-CD/CBD, με τη μέθοδο της αργής ψύξης και η δομή τους προσδιορίστηκε με κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ βάσει της οποίας αναλύθηκε εκτεταμένα η μοριακή διευθέτηση ξενιστή-ξενιζομένου των συμπλόκων στην κρυσταλλική κατάσταση. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε μελέτη φάσης διαλυτότητας της CBD παρουσία αυξανόμενης συγκέντρωσης β-CD για τον προσδιορισμό του προφίλ διαλυτότητας του συμπλόκου, της σταθεράς σύνδεσης (Κc) και της αποδοτικότητας της συμπλοκοποίησης (Complexation Efficiency-CE). Στο τρίτο μέρος, μελετήθηκε η αντικαρκινική ιδιότητα της κανναβιδιόλης και των συμπλόκων εγκλεισμού της in vitro με τη μέθοδο MTT σε καρκινικές κυτταρικές σειρές, νευροβλάστωματος SH-SY5Υ και SK-N-SH. Τέλος, πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός των φαινολικών ουσιών με Folin-Ciocalteu και της αντιοξειδωτικής ικανότητας με ABTS και DPPH, της κανναβιδιόλης, των συμπλόκων εγκλεισμού της και του αιθερίου ελαίου.

In recent years Cannabis sativa L. has attracted scientific interest worldwide, due to its properties. Initially, the theoretical part of this study reports the phytocannabinoids, which are separated to psychotropic and non-psychotropic, focusing on cannabidiol. To improve the physicochemical properties of cannabidiol, inclusion in cyclodextrins is attempted. The aim of this study is to prepare, characterize, determine the structure, and investigate the anticancer activity in vitro of the inclusion product of cannabidiol (CBD) in β-cyclodextrin (β-CD). Trials were conducted to extract and quantify CBD from Cannabis sativa L. Additionally, the essential oil was obtained to identify its components, and lastly antioxidant activity was investigated. This work is divided into three parts. In the first part, Soxhlet extraction and extraction of aqueous solution with cyclodextrins (CDs) from Cannabis sativa L. were performed. The extracts were analyzed by HPLC, while the essential oil was obtained by hydrodistillation using a Clevenger apparatus. The chemical composition of the essential oil was evaluated by GC/MS, leading to the identification of 75 compounds in total, with β-myrcene and α-pinene being the dominant ones. In the second part, CBD/β-CD complexes were prepared by slow cooling method. The crystal structure of the inclusion complex was determined by X-ray crystallography and the guest-host molecular arrangement within the complex was extensively analyzed. Moreover, a phase solubility study was performed to determine the binding constant (Kc) and the complexation efficiency (CE). In the third part, the anticancer activity of cannabidiol and its inclusion complexes was investigated in vitro using the MTT method on cancer cell lines, neuroblastoma SH-SY5Y and SK-N-SH. Finally, the identification of phenolic substances by Folin-Ciocalteu and the antioxidant ability by ABTS and DPPH method, of cannabidiol, its inclusion complexes and the essential oil were also performed.