Conoce a los Expertos: Entrevista a Giovanni Marsicano

Conoce a los Expertos es una serie de entrevistas realizadas por expertos del campo del Cannabis a líderes mundiales en investigación y en la práctica clínica del Cannabis como medicina.

Giovanni Marsicano es un neurocientífico con gran experiencia en el estudio de las funciones del sistema endocannabinoide (SEC) y, en particular, de los receptores CB1. Veterinario de formación, Giovanni es actualmente el subdirector del NeuroCentre Magendie (Inserm, Bordeaux), donde coordina estudios preclínicos destinados a investigar las funciones del receptor CB1 en el control de recuerdos aversivos, la ingesta de alimentos, el equilibrio de la neurotransmisión, el proceso olfativo y de memoria, los procesos cognitivos superiores, las interacciones entre astrocitos y neuronas, y la actividad mitocondrial del cerebro y su impacto en la conducta.

Guillermo Moreno Sanz: Hola Giovanni, ¿podrías contarnos cómo fue que comenzaste a investigar con cannabinoides?

Giovanni Marsicano: Yo estudié veterinaria, pero muy pronto me di cuenta de que el laboratorio era un lugar que me resultaba mucho más atractivo. Así que, después de graduarme en 1992, empecé a trabajar con células madre de animales de granja en un laboratorio de Cremona, que es un sitio famoso por las granjas de cerdos y el luthier de Stradivari. No teníamos Internet y la biblioteca científica más cercana estaba a 30 Km, pero aprendí mucho sobre técnicas de biología celular mientras participaba en un proyecto europeo que eventualmente condujo a la clonación de la oveja “Dolly” por Ian Wilmut en Escocia. Luego pasé dos años en una empresa farmacéutica en Siena (llamada en aquel momento Biocine), trabajando en xenotrasplantes, modificando genéticamente órganos animales para trasplantarlos a humanos. Siena es una ciudad fantástica y lo pasé muy bien allí, pero el objeto de la investigación no me apasionaba. Me encontraba de nuevo en una encrucijada: debía cambiar de trabajo (tal vez volver a ser veterinario) o encontrar un campo de investigación más atractivo. Entonces, comencé a buscar en anuncios de Nature en todo el mundo y encontré a un joven investigador del instituto Max-Planck de Psiquiatría en Munich, Beat Lutz, que estaba buscando estudiantes de doctorado para trabajar en "Genética del comportamiento". Pensé: "Esto suena interesante". Mandé una solicitud y conocí a Beat en la primavera de 1997. Su intención era utilizar la mutagénesis condicional para investigar los circuitos cerebrales involucrados en el aprendizaje y la memoria. Me encantó la idea y me ofreció el puesto. Justo antes de salir de su oficina, agregó: "Por cierto, yo trabajo principalmente en factores de transcripción, pero si se te ocurre algún gen que podría ser interesante eliminar, podemos discutirlo". En ese momento, como veterinario con cierta experiencia en inmunología y biología celular, no tenía ni idea de neurociencias. Iba a empezar en noviembre, así que pasé el verano de 1997 leyendo como nunca en mi vida. Libros, artículos, informes de reuniones... de todo. Eran los comienzos de la mutagénesis conductual. Los primeros modelos knock-out que se habían generado para estudiar el aprendizaje y la memoria eran de "pérdida de función": eliminas un gen, el ratón tiene problemas de memoria y plasticidad sináptica hipocampal, y ¡bang! artículos seminales en Nature, Science, Cell ... Sin embargo, también había emergido esta noción de que existían sistemas fisiológicos para "limitar" la memoria. Por ejemplo, la hipótesis dominante en ese momento era que la fosforilación era importante para promover la memoria y, por lo tanto, las fosfatasas (las enzimas que eliminan los grupos fosfato de las proteínas) eran candidatos lógicos para regular los procesos de la memoria. Entonces, comencé a pensar en las fosfatasas y a leer sobre ellas: un campo fascinante de acciones y compensaciones muy sutiles para mantener frágiles equilibrios. Un día, sin embargo, mi futura esposa, Astrid Cannich (que, por cierto, vivía en Munich) me envió un artículo que todos los fanáticos de los cannabinoides conocen bien: el Nature de 1997 en el que Nephi Stella, Paul Schweitzer y Daniele Piomelli demostraban cómo el 2-AG modula negativamente la plasticidad sináptica del hipocampo. Luego comencé a revisar la literatura sobre cannabinoides y descubrí que, de hecho, la activación de los receptores CB1 generalmente estaba relacionada con el deterioro de la memoria.

GMS: ¿Cuál es el aspecto de la fisiología endocannabinoide que más te interesó en aquel momento?

GM: En ese momento, tenía dos moduladores "negativos" de la memoria, dos candidatos potenciales para proponerle a Beat. La elección fue difícil. Los receptores de cannabinoides molaban mucho por las razones que todos conocemos, pero las fosfatasas también eran candidatos muy interesantes. Entonces, utilicé un método muy científico para decidirme. Las matrículas de los coches en Munich comienzan con "M", generalmente seguidas de dos letras. Me dije: "Si esta semana veo una matrícula M-KP (Map Kinase Phosphatase), me quedo con el fósforo. De lo contrario, le propongo a Beat el CB1". Obviamente, no vi ninguna placa M-KP y Beat estuvo lo suficientemente loco e inteligente como para aceptar la idea. Empezamos desde cero. En ese momento no había empresas que fabricaran ratones KO (ratones modificados genéticamente para eliminar un gen específico) ni tampoco datos de secuencias genómicas. Tuvimos que mapear el gen CB1 resolviendo puzles hechos con patrones de gel resultantes de digestiones enzimáticas de ADN. Me costó dos años y medio, básicamente todo mi doctorado, obtener esos ratones. Mientras tanto, seguía leyendo y soñando con lo que podríamos hacer con ellos. Después de más de 20 años, tengo que decir que no fueron malos sueños ... y nunca dejaré de agradecerle a Beat el coraje que tuvo para comenzar un camino completamente nuevo conmigo.

GMS: Tu carrera ha sido bastante atípica. ¿Habrías hecho las cosas de manera diferente en retrospectiva?

GM: No, no cambiaría nada. Incluso los años antes de encontrar mi "verdadera pasión" fueron útiles y me enseñaron mucho. Estoy profundamente convencido de que los jóvenes no deberían dedicar demasiado tiempo a "planificar" su futuro, sino sobre todo a tratar de comprender lo que realmente les gusta. No es banal y puede llevar mucho tiempo. Mientras tanto, hay que mantener los oídos, los ojos y todos los sentidos bien abiertos para captar cualquier tipo de estímulo interesante. La vida está llena de oportunidades que no habrías esperado ni un minuto antes, pero si sus sentidos no están preparados, es posible que te las pierdas. La suerte es un elemento importante, pero si estás abierto a recibir la lección, incluso la mala suerte te enseñará algo.

GMS: Eres uno de los investigadores más prolíficos en el campo de los cannabinoides, no solo por la extensión y calidad de tu investigación, sino también por los diferentes temas y herramientas moleculares que has empleado y desarrollado.

GM: La ciencia occidental moderna conjuga lo "bueno" y lo "malo" en una sola palabra: especialización. Es buena porque al especializarnos podemos diseccionar los elementos mínimos que determinan el funcionamiento de la vida, permitiéndonos no solo entender en detalle los mecanismos del organismo, sino también "arreglarlos" cuando no funcionan correctamente. Al mismo tiempo, particularmente cuando se trata de un fenómeno complejo como el comportamiento, la especialización conlleva el riesgo intrínseco de perderse el "cuadro completo", de ver cómo cualquier elemento específico que estemos estudiando está conectado con otros en una cadena infinita de sistemas extremadamente complejos. Estudiar el receptor CB1 nos permite ser extremadamente especializados, porque trabajamos con una sola proteína y algunos otros elementos que la rodean. Sin embargo, al mismo tiempo, la señalización endocannabinoide está involucrada en casi todo lo que sucede en el cuerpo. Por lo tanto, manteniéndonos especializados, el CB1 nos obliga a estar atentos al panorama general, que es lo que me encanta de la ciencia: nunca debemos olvidar que el enfoque científico va hacia lo "pequeño", pero su objetivo final es comprender lo "grande". Así, a través de caminos inesperados, CB1 nos ha llevado a colarnos en campos del conocimiento que nunca habíamos considerado.

GMS: ¿De cuáles de tus contribuciones científicas estás más orgulloso?

GM: Siempre es difícil y un poco estúpido elogiarse a uno mismo. Por supuesto que estoy orgulloso de los descubrimientos, pero de lo que me siento más orgulloso es de las personas que trabajan conmigo, de su entusiasmo y de su compromiso para intentar comprender el cerebro con una mente abierta, actitudes positivas y divirtiéndose. He contado hasta ahora alrededor de 70 estudiantes entre licenciaturas, doctorados y postdoctorados que pasaron por mi laboratorio en los últimos 14 años (desde que llegué a Burdeos). Estoy orgulloso de cada uno de ellos, y les agradezco por ayudarme a pasar estos años de la mejor manera posible.

GMS: El primero de tus artículos que leí fue el Nature de 2002 que describe cómo los endocannabinoides controlan la extinción de los recuerdos aversivos. ¿Cómo recuerdas aquella época?

GM: Está claro que ese artículo es la piedra angular de mi carrera científica. Se lo debo a Carsten Wotjak, que acababa de comenzar su laboratorio en el Max-Planck. Le pedimos ayuda para descubrir qué tipo de comportamiento interesante podrían tener los ratones CB1-KO (modificados genéticamente para eliminar el receptor CB1), porque es un experto en estudios de la memoria del miedo. Recuerdo cuando nos mostró los resultados del experimento de condicionamiento al miedo en la oficina de Beat. Cuando un ratón está asustado se queda "petrificado", y este comportamiento se usa para "medir" la asociación de un estímulo condicionado (por ejemplo, un sonido) y uno no condicionado (por ejemplo, una descarga eléctrica en la pata). En pocas palabras, cuanta más inmovilidad provoca la exposición al sonido, más podemos extrapolar que el ratón "recuerda" la asociación entre ese sonido y el estímulo negativo que recibió anteriormente. Carsten mostró los datos de la primera exposición al sonido: no había diferencia entre los animales KO y los normales. "Vaya", pensé, "tal vez eliminar el CB1 no era tan buena idea..." Pero Carsten, con su típica sonrisa luciferina, quitó el trozo de papel que cubría los resultados de las siguientes exposiciones al sonido. Mientras que los ratones normales reducían normal y progresivamente su "petrificación" en respuesta al sonido, los ratones CB1-KO seguían igual de asustados incluso después de cuatro sonidos consecutivos. Beat, Carsten y yo nos miramos a los ojos y dijimos: "¡Esto es grande!". Momentos como ese son inolvidables.

GMS: ¿Esa investigación tuvo alguna continuación o intento de traducirse en la clínica? El cannabis y los moduladores de cannabinoides, como los inhibidores de la FAAH, se están estudiando como un tratamiento potencial para el trastorno de estrés post-traumático (TEPT). ¿Cree que su descubrimiento ayudó a desarrollar este interés clínico?

GM: A pesar de que nuestro estudio no se llevó a cabo en un entorno patológico, sino que se dirigió a una respuesta fisiológica al miedo, el artículo se interpretó inmediatamente como una vía prometedora para tratar las respuestas de miedo "excesivas", como en el TEPT. Aunque creo que las condiciones patológicas humanas son más complejas de lo que la gente suele pensar, obviamente estoy muy feliz de que nuestro estudio haya allanado el camino a nuevos enfoques terapéuticos para abordar una enfermedad mental tan terrible como el TEPT, pero también la ansiedad patológica o las fobias. Realmente espero que los enfoques que mencionas puedan conducir a mejoras, al menos para algún subconjunto de pacientes que padecen trastornos de ansiedad.

GMS: El cannabis suele considerarse como una ayuda para afrontar el componente afectivo de la ansiedad cotidiana, la depresión, el dolor crónico, los trastornos del sueño y otras enfermedades crónicas. ¿Puede la modulación de los recuerdos aversivos subyacer la capacidad del cannabis para mejorar la calidad de vida en pacientes crónicos?

GM: Yo no soy un clínico y, por lo tanto, no puedo dar respuestas definitivas al respecto. Pero creo que la evidencia anecdótica sobre los efectos beneficiosos de los cannabinoides en varias afecciones justifica estudios mucho más controlados. Las observaciones anecdóticas pueden estar sesgadas, porque solo los pacientes que obtuvieron resultados positivos en sus condiciones después de consumir cannabis lo contarán a sus médicos. Ahora sabemos que los cannabinoides casi siempre tienen efectos "bifásicos", con dosis bajas que ejercen un efecto y dosis más altas que inducen exactamente lo contrario. En el laboratorio, esto depende principalmente de la dosis, pero en la vida real, el tipo de patología, el estado del sujeto y muchos otros factores pueden modificar los efectos de los fármacos cannabinoides. Por lo tanto, en ensayos clínicos grandes, los cannabinoides a menudo benefician solo a un subconjunto de pacientes, mientras que son neutrales para otros y, a veces, incluso pueden empeorar a un tercer grupo, por lo que los resultados a menudo son difíciles de interpretar y, por lo tanto, hacen que se descarte el fármaco. Sin embargo, esto supone una pérdida neta para el subconjunto de pacientes que tuvieron efectos beneficiosos. Todo esto para decir que estoy firmemente convencido de que los fármacos cannabinoides tienen un enorme potencial para el tratamiento de varias enfermedades, pero se requiere mucha más investigación fundamental y clínica para la clasificación y la comprensión de las enfermedades y los pacientes, con el fin de identificar las subpoblaciones objetivo. El hecho de que hoy en día el uso de cannabis medicinal se esté convirtiendo en una posibilidad legal y aceptada es una buena noticia. Permitirá perfeccionar cada vez más nuestra comprensión de las condiciones patológicas y las características de los pacientes individuales en los que el uso de medicamentos cannabinoides podría ser eficaz.

GMS: ¿Puedes explicarnos en términos sencillos el descubrimiento de la pregnenolona como mecanismo de autodefensa contra la activación excesiva del CB1 por el THC?

GM: Esta es otra historia interesante de casualidades vitales de la que me siento orgulloso. El exdirector de nuestro instituto NeuroCentre Magendie, Pier-Vincenzo Piazza, es un experto en adicción a drogas mundialmente reconocido. Tenía la hipótesis de que los neuroesteroides podrían ser importantes en los procesos de recompensa cerebral y adicción a sustancias de abuso. Los neuroesteroides son moléculas lípidos señalizadores que pertenecen a la misma familia de hormonas esteroides, como la testosterona, los glucocorticoides, los estrógenos entre otros. El prefijo "neuro-" proviene del descubrimiento de que estas moléculas pueden ser producidas directamente por las células cerebrales. Pier-Vi no estaba satisfecho con la forma en que estas moléculas estaban siendo medidas: los métodos a menudo se limitaban a unos pocos neuroesteroides y requerían grandes cantidades de tejido. Por ello, junto con Sergio Vitiello y Monique Vallée, se propuso obtener el mejor protocolo posible para medir simultáneamente tantas moléculas como fuera posible. Después de cinco años, finalmente realizaron el primer experimento obvio: inyectaron en ratones todas las drogas de abuso y midieron los neuroesteroides en diferentes regiones del cerebro. Yo aún estaba en Alemania, pero ya me estaba preparando para mudarme a Burdeos. Pier-Vi me llamó y me dijo: "Gio, creo que tenemos algo aquí. Cuando inyectamos cocaína, anfetamina, morfina y otros, hay un modesto aumento (50-80%) en la pregnenolona. ¡Pero si inyectamos THC, obtenemos un aumento del 3.000%!".

GMS: ¿Tiene esto un significado fisiológico?

GM: La pregnenolona es el precursor de todos los demás esteroides y, hasta ese momento, esta se consideraba su única función. Primero, pensamos que la pregnenolona podría participar de alguna manera en los efectos del THC, pero los datos que estábamos recopilando no se ajustaban a esta hipótesis. Un día, estábamos sentados en la oficina de Pier-Vi tratando de darle sentido a los datos y simultáneamente dijimos: "¿Y si fuera al contrario?". ¿Qué pasaría si la pregnenolona en realidad contrarrestara los efectos del THC, protegiendo así de la activación excesiva de CB1? De repente, todos los datos comenzaron a encajar como en un rompecabezas. Fue un descubrimiento genial: una nueva molécula que se une a CB1 y regula su actividad: ¡un nuevo endocannabinoide! Sin embargo, también resultó prometedor desde el punto de vista terapéutico, al ofrecer un sistema "natural" para contrarrestar la actividad excesiva del receptor.

GMS: ¿Considera que la pregnenolona puede ser una herramienta clínica para tratar la adicción y la dependencia al cannabis?

GM: La pregnenolona es un precursor de esteroides y, como tal, no se puede utilizar como fármaco. Los químicos de la empresa Aelis Pharma, que cofundamos con otros, modificaron la pregnenolona para impedir su transformación en otros esteroides, y los estudios preclínicos comenzaron con un montón de moléculas. Un par de ellas resultaron útiles y una en concreto, el AEF0117, se encuentra ahora en ensayos clínicos de fase II contra los trastornos por consumo de cannabis, con resultados muy prometedores. Los datos finales deberían estar disponibles en 2021. Por supuesto, Pier-Vi es el "padre" de este descubrimiento, y le estoy muy agradecido por involucrarme en esta fantástica aventura.

GMS: Una de sus contribuciones más recientes (y más controvertidas) ha sido la caracterización de los receptores CB1 en las mitocondrias. ¿Por qué es esto controvertido? ¿Es demasiado anti-canónico?

GM: Otro ejemplo del CB1 llevándonos a territorio desconocido ha sido la observación de que el receptor puede estar asociado con membranas mitocondriales en el cerebro y otros órganos, donde regula funciones mitocondriales. Este fue un descubrimiento realmente fortuito, compartido con mi amigo Pedro Grandes de la Universidad del País Vasco en Bilbao. He contado la historia muchas veces, me fascinan los estudios de los años 60 y 70 sobre los efectos de los cannabinoides en los procesos celulares. Después de que el THC se hiciera famoso a mediados de los 60 y antes del descubrimiento de los receptores a principios de los 90, muchos investigadores pertenecientes a lo que yo llamo la "Generación de los Científicos Hippies" comenzaron a meter cannabinoides en cualquier sistema biológico posible solo para ver qué sucedía. Esto fue genial; se podría decir que estaba estudiando los mecanismos del "colocón" en su laboratorio. Algunos de estos estudios mostraron efectos potentes sobre las actividades mitocondriales. Sin embargo, cuando los receptores CB1 y CB2 se descubrieron e identificaron como receptores acoplados a proteínas G (GPCR), estos datos se descartaron o se interpretaron como "inespecíficos" porque el dogma dice que los GPCR se localizan en las membranas plasmáticas y no en orgánulos intracelulares. Con estos resultados en mente, le pregunté a Pedro si alguna vez había observado marcaje positivo para el receptor CB1 en mitocondrias en sus estudios de microscopía electrónica. Me dijo que sí, pero que obviamente era ruido de fondo (los GPCR están solo en la membrana plasmática, ¿no es así?). Entonces, propuse enviarle algunos ratones knock-out CB1 (que no tienen el receptor en absoluto) para verificar si esta tinción era realmente inespecífica o no. Cuando Pedro me envió unas imágenes preciosas que mostraban receptores CB1 específicamente asociados a las mitocondrias en el cerebro, comenzó un nuevo y emocionante "via crucis". ¡Yo no tenía ni idea de mitocondrias! Y estos orgánulos no son nada fáciles de entender. De nuevo vuelta a estudiar y, lo más importante, a encontrar colaboradores con más experiencia que yo (lo cual resultaba fácil) en el campo, y lo suficientemente locos como para ofrecerse a profundizar en una vía improbable. Existe aún mucha controversia sobre este descubrimiento y los debates abiertos y las discusiones son un elemento clave de la ciencia. En el lab intentamos todos los días refutar los efectos mitocondriales de los receptores CB1, y hasta la fecha, no hemos podido. Sí, debo admitir que estoy muy orgulloso de esto.

GMS: En 2007, fuiste co-presidente de la Conferencia Gordon Research sobre cannabinoides con el profesor Manuel Guzmán, que es asesor científico de la Fundación CANNA. Ambos compartís una carrera científica precoz y brillante y una actitud informal que han inspirado a muchos estudiantes de mi generación, en parte porque podáis proyectar un perfil pro-legalización. ¿Cuál ha sido tu relación con el movimiento cannábico y la industria del cannabis?

GM: Nunca he sido un verdadero "activista" por el consumo de cannabis. Creo que es simplemente una estupidez prohibirlo y espero que se legalice su uso. Está el tema del potencial terapéutico, que es una mina de oro a la espera de ser debidamente estudiada y explotada. Así que estoy de acuerdo con mi gran amigo Manolo en que el cannabis debe ser legal tanto con fines recreativos como terapéuticos. Dicho esto, me preocupa la tendencia (particularmente en los EE.UU.) de convertir el cannabis en un bien de consumo como cualquier otro, sucumbiendo a la necesidad comercial al minimizar los potenciales riesgos. Cuando veo caramelos de cannabis, que pueden atraer a los niños, me siento muy incómodo. El cannabis, como cualquier otra droga psicotrópica, no está libre de riesgos e inconvenientes, y estoy totalmente a favor de promover el uso consciente de esta sustancia.

GMS: ¡Muchísimas gracias, Giovanni, por tu tiempo y por compartir todas estas increíbles historias con nuestros lectores!