يكشف التعلم العميق عن سبب تسبب شبائه القنب الاصطناعية في آثار ضارة

يكشف التعلم العميق عن سبب تسبب شبائه القنب الاصطناعية في آثار ضارة

المؤثرات العقلية الجديدة وأهميتها

تم تطوير المواد ذات التأثير النفساني الجديدة (NPS) في الأصل كمسكنات محتملة للألم ولكن تم التخلص منها بسبب آثارها الجانبية غير المرغوب فيها. أظهرت دراسة جديدة من جامعة إلينوي أوربانا شامبين أن هذه المواد لا يزال من الممكن أن يكون لها قيمة صيدلانية إذا تمكن الباحثون من فهم أسباب هذه الآثار الجانبية بشكل أفضل.

ما هي المؤثرات العقلية الجديدة؟

المواد ذات التأثير النفساني الجديدة هي مركبات اصطناعية. فئة واحدة منها تحاكي تأثيرات القنب الكلاسيكي الموجود في نبات القنب. وعلى النقيض من شبائه القنب الكلاسيكية، تعمل NPS على تنشيط مسارات إشارات مختلفة في الدماغ البشري. وهذا يمكن أن يؤدي إلى آثار نفسية أكثر خطورة.

نتائج الدراسة

وجدت الدراسة أن NPS غالبًا ما ينشط مسار الإشارات المعروف باسم "مسار بيتا آرستين" بدلاً من "مسار البروتين G" الذي تستخدمه عادةً شبائه القنب الكلاسيكية. يمكن أن يؤدي هذا التبديل في مسارات الإشارات إلى زيادة الآثار الجانبية.

ونشرت النتائج في المجلة المتخصصةeLifeنشرت.

غالبًا ما يتم بيع أكبر فئة من NPS كأدوية في الشوارع مثل Fubinaca وChimica وPinaca. بالإضافة إلى الآثار الجانبية غير المرغوب فيها، تختلف الصيغ المستخدمة لإنتاج NPS، مما يجعل من الصعب اكتشافها في اختبارات الأدوية القياسية.

ديواكار شوكلا، أستاذ الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية، جامعة إلينوي أوربانا شامبين

كيف يعمل البحث؟

في المختبر، استخدم طالب الدراسات العليا سوماجيت دوتا طريقة محاكاة جديدة تسمى طريقة إعادة الوزن القائمة على الانتقال (TRAM) لتقدير الديناميكا الحرارية وحركية العمليات الجزيئية البطيئة. سمحت هذه الطريقة للفريق بمراقبة العمليات الجزيئية النادرة والبطيئة التي تحدث عندما يتم إطلاق NPS من مستقبلات القنب.

بالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون منصة Folding@Home، التي تمكن ملايين المتطوعين في جميع أنحاء العالم من توفير الطاقة الحاسوبية. سمح هذا النهج للفريق بإجراء العديد من عمليات المحاكاة بالتوازي ودمج النتائج.

ماذا يعني هذا بالنسبة للمستقبل؟

أتاحت هذه الأساليب للباحثين اكتساب رؤى فيزيائية جديدة حول تفاعلات NPS مع المستقبلات. وكان من الصعب في السابق الوصول إلى هذه الأفكار بسبب القيود الحسابية. تشير الأبحاث إلى الطريق نحو أدوية أكثر أمانًا تعتمد على القنب والتي يمكن أن تتجنب الآثار الجانبية الضارة.

من خلال الكشف عن إشارات NPS المرتبطة بتأثيرات أكثر خطورة، يمكن للباحثين الآن تصميم جزيئات جديدة تتجنب مسارات الإشارات هذه للتطبيقات الطبية. وأوضح شوكلا أن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن توجه المزيد من الباحثين لتطوير مركبات ترتبط بشكل أقل إحكامًا أو تتفكك بسهولة أكبر، مما قد يقلل من الآثار الضارة للأدوية.

دعمت المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم هذا البحث. ينتمي شوكلا أيضًا إلى الكيمياء والهندسة الحيوية والمركز الوطني لتطبيقات الحوسبة الفائقة ومركز الزراعة الرقمية ومعهد كارل آر ووز لبيولوجيا الجينوم.

مصادر: