Η βαθιά μάθηση αποκαλύπτει γιατί τα συνθετικά κανναβινοειδή προκαλούν επιβλαβείς επιπτώσεις.

Η βαθιά μάθηση αποκαλύπτει γιατί τα συνθετικά κανναβινοειδή προκαλούν επιβλαβείς επιπτώσεις.

Νέες ψυχοδραστικές ουσίες και η σημασία τους

Νέες ψυχοδραστικές ουσίες (NPS) αναπτύχθηκαν αρχικά ως πιθανά παυσίπονα, αλλά απορρίφθηκαν λόγω ανεπιθύμητων παρενεργειών. Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Illinois Urbana-Champaign έδειξε ότι αυτές οι ουσίες θα μπορούσαν να έχουν ακόμη φαρμακευτική αξία εάν οι ερευνητές κατανοήσουν καλύτερα τις αιτίες αυτών των παρενεργειών.

Τι είναι οι νέες ψυχοδραστικές ουσίες;

Οι νέες ψυχοδραστικές ουσίες είναι συνθετικές ενώσεις. Μια κατηγορία από αυτά μιμείται τα αποτελέσματα των κλασικών κανναβινοειδών που βρίσκονται στο φυτό κάνναβης. Σε αντίθεση με τα κλασικά κανναβινοειδή, τα NPS ενεργοποιούν διαφορετικές οδούς σηματοδότησης στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε πιο σοβαρές ψυχολογικές επιπτώσεις.

Τα αποτελέσματα της μελέτης

Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα NPS συχνά ενεργοποιούν μια οδό σηματοδότησης γνωστή ως «μονοπάτι βήτα-αρρεστίνης» αντί της «οδού της πρωτεΐνης G» που χρησιμοποιείται συνήθως από τα κλασικά κανναβινοειδή. Αυτή η εναλλαγή των οδών σηματοδότησης μπορεί να αυξήσει τις παρενέργειες.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο ειδικό περιοδικόeLifeδημοσιευμένο.

Η μεγαλύτερη κατηγορία NPS πωλείται συχνά ως ναρκωτικά του δρόμου Fubinaca, Chimica και Pinaca. Εκτός από τις ανεπιθύμητες παρενέργειες, οι φόρμουλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή NPS ποικίλλουν, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον εντοπισμό τους σε τυπικές δοκιμές φαρμάκων.

Diwakar Shukla, Καθηγητής Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής, Πανεπιστήμιο του Illinois Urbana-Champaign

Πώς λειτουργεί η έρευνα;

Στο εργαστήριο, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Soumajit Dutta χρησιμοποίησε μια νέα μέθοδο προσομοίωσης που ονομάζεται μέθοδος επαναστάθμισης βάσει μετάβασης (TRAM) για να εκτιμήσει τη θερμοδυναμική και την κινητική των αργών μοριακών διεργασιών. Αυτή η μέθοδος επέτρεψε στην ομάδα να παρατηρήσει τις σπάνιες, αργές μοριακές διεργασίες που συμβαίνουν όταν το NPS απελευθερώνεται από τους υποδοχείς κανναβινοειδών.

Επιπλέον, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την πλατφόρμα Folding@Home, η οποία δίνει τη δυνατότητα σε εκατομμύρια εθελοντές σε όλο τον κόσμο να παρέχουν υπολογιστική ισχύ. Αυτή η προσέγγιση επέτρεψε στην ομάδα να εκτελέσει πολλές προσομοιώσεις παράλληλα και να συγχωνεύσει τα αποτελέσματα.

Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον;

Αυτές οι μέθοδοι επέτρεψαν στους ερευνητές να αποκτήσουν νέες φυσικές γνώσεις σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις του NPS με τους υποδοχείς. Αυτές οι πληροφορίες ήταν προηγουμένως δύσκολο να προσπελαστούν λόγω υπολογιστικών περιορισμών. Η έρευνα δείχνει τον δρόμο για ασφαλέστερα φάρμακα με βάση τα κανναβινοειδή που θα μπορούσαν να αποφύγουν τις επιβλαβείς παρενέργειες.

Αποκαλύπτοντας τα σήματα NPS που σχετίζονται με πιο σοβαρές επιπτώσεις, οι ερευνητές μπορούν τώρα να σχεδιάσουν νέα μόρια που αποφεύγουν αυτές τις οδούς σηματοδότησης για ιατρικές εφαρμογές. Η Shukla εξήγησε ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να οδηγήσουν περισσότερους ερευνητές να αναπτύξουν ενώσεις που συνδέονται λιγότερο σφιχτά ή διασπώνται πιο εύκολα, μειώνοντας ενδεχομένως τις επιβλαβείς επιπτώσεις των φαρμάκων.

Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών υποστήριξαν αυτήν την έρευνα. Η Shukla είναι επίσης συνδεδεμένη με τη χημεία, τη βιομηχανική, το Εθνικό Κέντρο Εφαρμογών Υπερυπολογιστών, το Κέντρο Ψηφιακής Γεωργίας και το Ινστιτούτο Γονιδιωματικής Βιολογίας Carl R. Woese.

Πηγές: