Dyb læring afslører, hvorfor syntetiske cannabinoider forårsager skadelige virkninger.

Dyb læring afslører, hvorfor syntetiske cannabinoider forårsager skadelige virkninger.

Nye psykoaktive stoffer og deres betydning

Nye psykoaktive stoffer (NPS) blev oprindeligt udviklet som mulige smertestillende midler, men blev kasseret på grund af uønskede bivirkninger. En ny undersøgelse fra University of Illinois Urbana-Champaign har vist, at disse stoffer stadig kan have farmaceutisk værdi, hvis forskere bedre kan forstå årsagerne til disse bivirkninger.

Hvad er nye psykoaktive stoffer?

Nye psykoaktive stoffer er syntetiske forbindelser. En klasse af dem efterligner virkningerne af klassiske cannabinoider, der findes i cannabisplanten. I modsætning til klassiske cannabinoider aktiverer NPS forskellige signalveje i den menneskelige hjerne. Dette kan føre til mere alvorlige psykologiske virkninger.

Resultaterne af undersøgelsen

Undersøgelsen viste, at NPS ofte aktiverer en signalvej kendt som "beta-arrestin-vejen" i stedet for den "G-protein-vej", der typisk bruges af klassiske cannabinoider. Denne ændring af signalveje kan øge bivirkningerne.

Resultaterne blev offentliggjort i fagtidsskrifteteLifeoffentliggjort.

Den største klasse af NPS sælges ofte som gadestoffer Fubinaca, Chimica og Pinaca. Ud over de uønskede bivirkninger varierer formlerne, der bruges til at producere NPS, hvilket gør dem vanskelige at opdage i standardmedicintests.

Diwakar Shukla, professor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab, University of Illinois Urbana-Champaign

Hvordan fungerer forskning?

I laboratoriet brugte kandidatstuderende Soumajit Dutta en ny simuleringsmetode kaldet Transition-Based Reweighting Method (TRAM) til at estimere termodynamikken og kinetikken af ​​langsomme molekylære processer. Denne metode gjorde det muligt for holdet at observere de sjældne, langsomme molekylære processer, der opstår, når NPS frigives fra cannabinoid-receptorer.

Derudover brugte forskerne Folding@Home-platformen, som gør det muligt for millioner af frivillige verden over at levere computerkraft. Denne tilgang gjorde det muligt for teamet at køre mange simuleringer parallelt og fusionere resultaterne.

Hvad betyder det for fremtiden?

Disse metoder gjorde det muligt for forskere at få ny fysisk indsigt i interaktionerne mellem NPS og receptorer. Disse indsigter var tidligere vanskelige at få adgang til på grund af beregningsmæssige begrænsninger. Forskning peger på vejen til sikrere, cannabinoid-baserede lægemidler, der kan undgå skadelige bivirkninger.

Ved at afdække de NPS-signaler, der er forbundet med mere alvorlige virkninger, kan forskere nu designe nye molekyler, der undgår disse signalveje til medicinske anvendelser. Shukla forklarede, at deres resultater kunne guide flere forskere til at udvikle forbindelser, der binder mindre tæt eller lettere skiller sig ad, hvilket potentielt kan reducere stoffernes skadelige virkning.

National Institutes of Health og National Science Foundation støttede denne forskning. Shukla er også tilknyttet kemi, bioteknik, National Center for Supercomputing Applications, Center for Digital Agriculture og Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

Kilder: