Modulazione del sistema endocannabinoide nel cancro del colon retto da parte dell'olio extra vergine di oliva

Extra virgin olive oil (EVOO) is the typical source of lipids in the Mediterranean diet, a pattern of eating habits that has been associated with a significant reduction in cancer risk. Diet is the most studied environmental factor in epigenetics, and numerous evidences suggest the dysregulation of epigenetic pathways in cancer. The aim of our study was to investigate the effects of EVOO and its phenolic compounds on the gene expression of the endocannabinoid system (ECS) via epigenetic regulation in human colon cancer cells (Caco-2) and rats exposed to short and long time. exposure with EVOO introduced with the diet. We observed a selective and transient upregulation of the CNR1 gene - encoding the cannabinoid receptor type 1 (CB1) - which was obtained from the exposure of Caco-2 cells to EVOO (100ppm), its phenolic extracts (OPE, 50 µm) or hydroxytyrosol (HT, 50 µm) for 24h. None of the other major elements of ECS (NAPE-PLD, DAGL, FAAH and MAGL enzymes and CB2, GPR55 and TRPV1 receptors) showed significant variation over time. The stimulatory effect of OPE and HT on CB1 expression was inversely related to DNA methylation at the CNR1 promoter and was associated with reduced proliferation of Caco-2 cells. Interestingly, the CNR1 gene was less expressed in Caco-2 cells than in normal colonic mucosal cells, and again this effect was associated with a higher level of DNA methylation on CNR1. Furthermore, in agreement with in vitro studies, we observed a selective increase in CB1 expression in the colon of rats receiving EVOO intake for 10 days and a noticeable (-4 fold) increase. Consistently, CpG promoter methylation of Cnr1 rats, miR23a and miR-301a, previously shown to be involved in colorectal cancer pathogenesis and predicted CB1 mRNA target, was reduced after administration of EVOO up to -50% of controls. Our results demonstrate the modulation of CB1 gene expression by EVOO or its phenolic compounds via epigenetic mechanism, both in vitro and in vivo. They can also provide a new therapeutic avenue for the treatment and prevention of colon cancer.

L'olio extravergine di oliva (EVOO) rappresenta la fonte di lipidi tipica della dieta mediterranea, un modello di abitudine alimentare che è stato associato con una riduzione significativa del rischio di cancro. La dieta è il fattore ambientale più studiato in epigenetica, e numerose evidenze suggeriscono la dis-regolazione delle vie epigenetiche nel cancro. Lo scopo del nostro studio era di studiare gli effetti di EVOO e suoi composti fenolici sull'espressione genica del sistema endocannabinoide (ECS) tramite regolazione epigenetica in cellule di cancro umano del colon (Caco-2) e ratti esposti a breve e lungo tempo di esposizione con EVOO introdotto con la dieta. Abbiamo osservato una selettiva e transitoria sovra-regolazione del gene CNR1 – codifica per il recettore dei cannabinoidi di tipo 1 (CB1) – che è stato ottenuto dall'esposizione delle cellule Caco-2 ad EVOO (100ppm), suoi estratti fenolici (OPE, 50 µm) o idrossitirosolo (HT, 50 µm) per 24h. Nessuno degli altri elementi principali di ECS (NAPE-PLD, DAGL, FAAH e MAGL enzimi e recettori CB2, GPR55 e TRPV1) ha mostrato una significativa variazione nel tempo. L'effetto stimolatore di OPE e HT sull'espressione di CB1 è stato correlato inversamente alla metilazione del DNA al promotore CNR1 ed è stato associato con ridotta proliferazione delle cellule Caco-2. È interessante notare che il gene CNR1 era meno espresso in cellule Caco-2 rispetto alle normali cellule della mucosa del colon, e ancora una volta questo effetto è stato associato con un più alto livello di metilazione del DNA su CNR1. Inoltre, in accordo con gli studi in vitro, abbiamo osservato un aumento selettivo nell'espressione CB1 nei due punti dei ratti che ricevono l'apporto di EVOO per 10 giorni e notevole aumento (-4 volte). Coerentemente, CpG metilazione del promotore di ratti Cnr1, miR23a e miR-301a, precedentemente indicati per essere coinvolti nella patogenesi di cancro colon rettale e predetto target CB1 mRNA, è stata ridotta dopo somministrazione di EVOO fino al -50% dei controlli. I nostri risultati dimostrano la modulazione dell'espressione del gene di CB1 da parte di EVOO o suoi composti fenolici tramite meccanismo epigenetico, sia in vitro che in vivo. Inoltre possono fornire una nuova strada terapeutica per il trattamento e la prevenzione del tumore del colon.