Medical cannabis - from cultivation and processing to market

Abstract

Cannabis sativa é uma das espécies de plantas mais úteis e versáteis que tem sido explorada pelo homem desde há milénios. Atualmente, a cannabis medicinal está a ganhar força para uma variedade de fins, uma vez que as suas qualidades terapêuticas estão cada vez mais bem estabelecidas, tornando imperativa a produção de cannabis medicinal de alta qualidade. O cultivo da canábis passou do exterior para o interior, onde é possível controlar fatores como a luz e a temperatura, melhorando a produção e a qualidade do produto. Contudo, continuam a existir desafios na produção, como o aparecimento de estruturas masculinas em plantas feminizadas. O primeiro objetivo do trabalho foi compreender melhor o aparecimento destas estruturas e verificar se a temperatura é um fator associado. De acordo com os resultados existe uma relação direta entre o aumento da temperatura (entre 32 e 37 ºC) e o aparecimento de estruturas masculinas nas plantas feminizadas. O segundo objetivo foi encontrar características observáveis indicadoras dos níveis de maturação e THC da planta ao longo do tempo de modo a evitar a quantificação por HPLC, reduzindo o uso de reagentes que afetam negativamente o ambiente. De facto, visualizações macro e microscópicas de características da flor e do tricoma, como cor e tamanho, nas primeiras semanas de trabalho, tornam possível ter ideia da evolução do teor em THC. O terceiro objetivo foi encontrar uma potencial utilização dos resíduos vegetais da empresa (folhas removidas), em linha com uma produção sustentável e responsável. Nesse sentido avaliou-se os efeitos fitotóxicos e antimicrobianos de um extrato metanólico desse material para uma eventual utilização como biopesticida no controlo de fitopatógenos causadores de doenças em culturas relevantes. Nos efeitos fitotóxicos realizados em mostarda verificou-se uma inibição do comprimento da raiz com 150, 300 e 450 µg/mL. Os ensaios antimicrobianos foram realizados com 2 fungos e 1 oomicete que afectam culturas de interesse em Portugal. Os resultados mostraram que o extrato inibiu ambos os fungos, Diplodia cortícola, maior eficiência, cerca de 40% comparativamente ao controlo, e Colletotrichum acutatum. Quanto à Phytophtora cinanamomic os resultados indicam que não há inibição. Da quantificação e identificação dos metabolitos secundários por HPLC e GC verificou-se que um grupo de terpenos poderá ser responsável pela atividade antimicrobiana do extrato, tornando promissora a abordagem ao aproveitamento de folhas de canábis descartadas.

Cannabis sativa is one of the most useful and versatile plant species that has been exploited by man for millennia. Today, medicinal cannabis is gaining momentum for a variety of purposes, as its therapeutic qualities are increasingly well established, making the production of high-quality medicinal cannabis imperative. Production has moved from outdoors to indoors, where factors such as light and temperature can be controlled, improving production and product quality. Despite these advances, some production challenges remain, such as the appearance of male structures in feminized plants. The first objective of the work was to better understand the appearance of these structures and to see if temperature is an associated factor. According to the results, there is a direct relationship between an increase in temperature (between 32 and 37 ºC) and the appearance of male structures in feminized plants. The second objective of the work was to find observable characteristics indicative of the plant's levels of maturation and THC over time to avoid quantification by HPLC, reducing the use of reagents that negatively affect the environment. In fact, macroscopic and microscopic visualizations of flower and trichome characteristics, such as color and size, in the first few weeks of work, make it possible to get an idea of the evolution of THC content. A third objective was to find a potential use for the company's plant waste (removed leaves), in line with sustainable and responsible production. To this end, the phytotoxic and antimicrobial effects of a methanolic extract of this material were evaluated for possible use as a biopesticide to control disease-causing phytopathogens in relevant crops. In the phytotoxic effects carried out on mustard, root length was inhibited at 150, 300 and 450 µg/mL. The antimicrobial tests were carried out on 2 fungi and 1 oomycete that affect crops of interest in Portugal. The results showed that the extract inhibited both fungi, Diplodia corticola and Colletotrichum acutatum, with greater efficiency against Diplodia corticola, around 40% compared to the control. As for Phytophtora cinanamomic, the results indicate no inhibition. The quantification and identification of the secondary metabolites by HPLC and GC showed that a group of terpenes may be responsible for the antimicrobial activity of the extract, making the approach to using discarded cannabis leaves promising.