Door Renata Vardanega
Dr. Renata Vardanega studeerde in 2011 af aan de Universidade Reginal Integrada in Erechim, Brazilië, in levensmiddelentechnologie en behaalde haar doctoraat in levensmiddelentechnologie in 2016 aan de Universiteit van Campinas, Brazilië. Haar onderzoek richt zich op het optimaliseren van groene extractieprocessen om bioactieve stoffen uit verschillende matrices te verkrijgen en het ontwikkelen van strategieën om de biotoegankelijkheid van deze bioactieve stoffen te verbeteren. Ze heeft inmiddels meer dan 50 artikelen, 7 boekhoofdstukken en 2 patenten op haar naam staan. Dr. Vardanega was werkzaam bij een Braziliaans bedrijf dat cannabisproducten maakte, waar ze verantwoordelijk was voor de productieprocessen van farmaceutische werkzame stoffen. Als onderzoeker aan de Universiteit van Minho in Braga, Portugal, onderzoekt ze momenteel strategieën om de biologische beschikbaarheid van cannabinoïden in eetbare producten te moduleren aan de hand van in vitro spijsvertering, cytotoxiciteit en in vivo farmacokinetiek.
Door António A. Vicente
Prof. Antonio Vicente studeerde in 1994 af in voedingstechnologie aan de Katholieke Universiteit van Porto, Portugal. In 1998 behaalde hij zijn doctoraat in de chemische en biologische technologie aan UMinho in Braga, Portugal. In 2010 behaalde hij zijn diploma in chemische en biologische technologie aan UMinho. Sinds het begin van zijn carrière onderhoudt hij nauwe banden met de voedingsmiddelenindustrie en is hij betrokken geweest bij meer dan 40 onderzoeksprojecten met industriële en academische partners, in de capaciteit van deelnemer of als projectleider. Zijn voornaamste onderzoeksvelden zijn: micro- en nanotechnologie toegepast op de levensmiddelentechnologie, met behulp van verschillende structuren (nano-) meerlaagse films en coatings, (nano)emulsies, (nano)deeltjes en (nano)gels, allemaal in de vorm van eetbare materialen; en in vitro spijsverteringssystemen om te onderzoeken wat er met voedsel gebeurt in het maag-darmkanaal.
Er is steeds meer aandacht voor de werkzame eigenschappen van CBD en het aanbod van producten neemt alleen maar toe. CBD is verkrijgbaar in verschillende vormen en concentraties, wat verwarrend kan zijn voor klanten die het willen gaan gebruiken. Een van de belangrijkste vragen die consumenten stellen, is: "Hoeveel CBD moet ik innemen om het gewenste effect te bereiken?" Het antwoord is niet eenduidig, want het hangt sterk af van de gebruikswijze of vorm van inname.
De bekendste manier om CBD te consumeren is het roken of verdampen van cannabis. Voor mensen die liever niet roken of verdampen, kan CBD ook op andere manieren worden ingenomen, bijvoorbeeld oraal (CBD-capsules), sublinguaal (door extracten of snoepjes onder de tong te plaatsen zodat de speekselklieren het opnemen) of plaatselijk (in lotions en crèmes).
Elke gebruikswijze die CBD in de bloedbaan brengt, vereist een andere hoeveelheid CBD om een actief effect te veroorzaken. Dit staat bekend als de biologische beschikbaarheid van CBD. Dat verwijst naar het percentage van een stof dat in de bloedbaan wordt opgenomen en beschikbaar is voor gebruik door het lichaam. Inzicht in de manier waarop de biologische beschikbaarheid varieert, is essentieel om te bepalen welk CBD-product het beste bij de individuele persoon past om het gewenste effect te bereiken.
Veel mensen zijn gewend om medicijnen en supplementen oraal in te nemen. Dit is dan ook een van de meest gebruikte consumptiemethodes van CBD. Bij het orale gebruik van CBD duurt het echter veel langer voordat het een effect heeft, omdat de absorptie via het spijsverteringsstelsel plaatsvindt en de biologische beschikbaarheid ervan relatief laag is, doorgaans variërend van 6 tot 20%.1. Dit komt voornamelijk door het 'first-pass effect', waarbij CBD in de lever wordt gemetaboliseerd voordat het in de bloedbaan terechtkomt. In de praktijk betekent dit dat hogere doseringen CBD moeten worden ingenomen om het gewenste effect te bereiken. Omdat CBD steeds vaker niet alleen voor de behandeling van gezondheidsproblemen wordt gebruikt, maar ook voor het algemene welzijn, zijn er talloze eetbare CBD-producten op de markt gebracht. De biologische beschikbaarheid van deze middelen is echter veelal laag vanwege de orale gebruikswijze van CBD. Om dit probleem aan te pakken, werken we aan strategieën om de orale biologische beschikbaarheid van CBD te verbeteren.
Het CBDHIGHBIO-project, gefinancierd door de Europese Commissie en uitgevoerd aan de Universiteit van Minho in Portugal, doet onderzoek op dit gebied. De eerste stap is het toevoegen van CBD aan op lipiden gebaseerde afgiftesystemen. Deze systemen kunnen de absorptie omleiden van de lever, waar een groot deel van de CBD wordt gemetaboliseerd, waardoor de oplosbaarheid van de verbinding in een waterige omgeving toeneemt en de absorptie in het lichaam wordt verbeterd. De specifieke afgiftesystemen die wij gebruiken, zijn onder meer nano-emulsies (NE) en nanogestructureerde lipidedragers (NLC).
Nano-emulsies zijn mengsels waarbij kleine druppeltjes (in het nanometerbereik) olie in water worden verspreid en gestabiliseerd worden door een emulgator. NE wordt vaak gebruikt om de absorptie en effectiviteit van hydrofobe stoffen zoals CBD te verbeteren, omdat deze kleine druppeltjes gemakkelijker door het lichaam kunnen worden opgenomen. NLC's zijn daarentegen lipide-gebaseerde dragers die bestaan uit een combinatie van vaste en vloeibare lipiden, die ook worden gestabiliseerd door een emulgator. Net als NE verhogen NLC's de absorptie van lipofiele stoffen, maar ze bieden een extra voordeel: hun vaste lipidecomponent verbetert de stabiliteit.
Uit onze eerste resultaten bleek dat CBD zeer compatibel is met deze toedieningssystemen. Het werd volledig ingekapseld in de dragers en bleef gedurende vier weken opslag stabiel.2,3 Bovendien werd het cytotoxische potentieel van de afgiftesystemen geëvalueerd met behulp van Caco-2-cellen. Er werd geen celschade waargenomen vanuit de NE of NLC. Toen CBD in deze nanosystemen werd opgenomen, werd het cytotoxische potentieel ervan drastisch verminderd, waarschijnlijk vanwege het beschermende effect van de deeltjes.
Deze nanosystemen met CBD werden ook onderworpen aan in vitro spijsvertering, waarbij het spijsverteringsproces in de mond, maag en darmen wordt gesimuleerd om een indicatie te krijgen van de biologische beschikbaarheid van CBD. Uit de resultaten bleek dat bij de verwerking van CBD in zowel NE als NLC de biologische beschikbaarheid met minimaal 20% toenam, vergeleken met een controlemonster van CBD-olie. Deze in vitro resultaten moeten echter heel terughoudend worden beoordeeld, omdat het model geen rekening houdt met bepaalde metabolische processen, zoals bijvoorbeeld het metabolisme in de lever, waardoor de biologische beschikbaarheid van CBD verder afneemt. Om nauwkeurigere gegevens te verzamelen, zijn er in de volgende fase van deze studie preklinische evaluaties van de biologische beschikbaarheid van CBD bij muizen gepland.
Met deze tweede benadering wordt onderzocht of we de orale biologische beschikbaarheid kunnen verbeteren door CBD te combineren met piperine, een stof die in zwarte peper voorkomt en bekend staat om de bioversterkende eigenschappen. Piperine verhoogt de biologische beschikbaarheid van andere stoffen door de leverenzymen te remmen die stoffen zoals CBD afbreken. Het bioversterkende effect van piperine op CBD zal ook worden geëvalueerd in de preklinische studie op muizen.
Naast de variabiliteit van de biologische beschikbaarheid van CBD die wordt veroorzaakt door de innamemethode, is de individuele variabiliteit in de biologische beschikbaarheid van CBD een andere belangrijke factor waarmee rekening gehouden moet worden, omdat dit aanzienlijke invloed kan hebben op de uiteenlopende effecten van CBD op mensen. Factoren zoals leeftijd, metabolisme, lichaamsgewicht, dieet en zelfs genetische verschillen kunnen allemaal invloed hebben op de hoeveelheid CBD die in de bloedbaan wordt opgenomen en hoelang het actief blijft in het lichaam. Bovendien kunnen variaties in de activiteit van leverenzymen, de gezondheid van de darmen en de algehele spijsvertering de manier veranderen waarop CBD wordt gemetaboliseerd. Deze variaties maken het lastig om een universele dosering vast te stellen.
Om eetbare cannabisproducten te ontwikkelen die een consistent biologisch effect hebben, moeten we goed begrijpen hoe al deze factoren invloed hebben op de hoeveelheid verschillende cannabiscomponenten die in de systemische bloedsomloop terechtkomen. In de huidige generatie commerciële producten wordt hier echter nog maar zelden rekening mee gehouden. Het verbeteren van onze kennis over het metabolisme van eetbare cannabis na orale inname hangt ook nauw samen met de veiligheid van het consumeren van deze producten. Omdat we weinig inzicht hebben in de manier waarop voedingsdragers de farmacokinetiek en biologische beschikbaarheid van CBD beïnvloeden, is het nog steeds lastig om een effectief afgiftesysteem te ontwerpen dat zowel de juiste biologische beschikbaarheid als de veiligheid van de consument garandeert. Daarom is uitgebreide kennis van de vertering van nanosystemen met CBD essentieel voor de betrouwbare ontwikkeling van eetbare cannabisproducten.
We concluderen dat het verbeteren van de orale biologische beschikbaarheid van CBD cruciaal is voor het optimaliseren van de therapeutische effecten, vooral gezien de stijgende vraag naar gebruiksvriendelijke en werkzame CBD-producten. Dankzij innovatieve benaderingen, met op lipiden gebaseerde afgiftesystemen zoals NE en NLC, en het gebruik van bioverbeteraars zoals piperine, boeken we aanzienlijke vooruitgang in het overwinnen van de beperkingen van traditionele orale inname. Nu onze preklinische studies vorderen, zien we veelbelovende bevindingen voor de ontwikkeling van efficiëntere, veiligere CBD-producten die zowel de gezondheid als het welzijn van een breed scala aan consumenten kunnen verbeteren.
Referenties:
1. Perucca y Bialer, 2020. 10.1007/s40263-020-00741-5
2. Vardanega et al., 2024. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.138295
3. Vardanega et al., 2024. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114498
