Дълбокото обучение разкрива защо синтетичните канабиноиди причиняват вредни ефекти.

Дълбокото обучение разкрива защо синтетичните канабиноиди причиняват вредни ефекти.

Нови психоактивни вещества и тяхното значение

Новите психоактивни вещества (NPS) първоначално са разработени като възможни болкоуспокояващи, но са изхвърлени поради нежелани странични ефекти. Ново проучване от Университета на Илинойс Урбана-Шампейн показа, че тези вещества все още могат да имат фармацевтична стойност, ако изследователите могат да разберат по-добре причините за тези странични ефекти.

Какво представляват новите психоактивни вещества?

Новите психоактивни вещества са синтетични съединения. Един клас от тях имитира ефектите на класическите канабиноиди, открити в растението канабис. За разлика от класическите канабиноиди, NPS активират различни сигнални пътища в човешкия мозък. Това може да доведе до по-сериозни психологически ефекти.

Резултатите от изследването

Проучването установи, че NPS често активира сигнален път, известен като „бета-арестинов път“ вместо „G-протеинов път“, който обикновено се използва от класическите канабиноиди. Това превключване на сигналните пътища може да увеличи страничните ефекти.

Резултатите са публикувани в специализираното списаниеeLifeпубликувани.

Най-големият клас NPS често се продава като улични наркотици Fubinaca, Chimica и Pinaca. В допълнение към нежеланите странични ефекти, формулите, използвани за получаване на NPS, варират, което ги прави трудни за откриване при стандартните тестове за лекарства.

Дивакар Шукла, професор по химическо и биомолекулярно инженерство, Университет на Илинойс Урбана-Шампейн

Как работи изследването?

В лабораторията студентът Soumajit Dutta използва нов симулационен метод, наречен Transition-Based Reweighting Method (TRAM), за да оцени термодинамиката и кинетиката на бавните молекулярни процеси. Този метод позволи на екипа да наблюдава редките, бавни молекулярни процеси, които се случват, когато NPS се освобождава от канабиноидните рецептори.

Освен това изследователите са използвали платформата Folding@Home, която позволява на милиони доброволци по целия свят да предоставят изчислителна мощност. Този подход позволи на екипа да проведе много симулации паралелно и да обедини резултатите.

Какво означава това за бъдещето?

Тези методи позволиха на изследователите да получат нови физически прозрения за взаимодействията на NPS с рецепторите. Тези прозрения преди бяха трудни за достъп поради изчислителни ограничения. Изследванията сочат пътя към по-безопасни лекарства, базирани на канабиноиди, които биха могли да избегнат вредните странични ефекти.

Чрез разкриването на NPS сигналите, които са свързани с по-тежки ефекти, изследователите вече могат да проектират нови молекули, които избягват тези сигнални пътища за медицински приложения. Шукла обясни, че техните открития могат да насочат повече изследователи към разработването на съединения, които се свързват по-малко плътно или се разпадат по-лесно, като потенциално намаляват вредните ефекти на лекарствата.

Националните здравни институти и Националната научна фондация подкрепиха това изследване. Shukla също е свързан с химията, биоинженерството, Националния център за суперкомпютърни приложения, Центъра за цифрово земеделие и Института за геномна биология Carl R. Woese.

източници: