L’apprentissage profond révèle pourquoi les cannabinoïdes synthétiques provoquent des effets nocifs.

L’apprentissage profond révèle pourquoi les cannabinoïdes synthétiques provoquent des effets nocifs.

Nouvelles substances psychoactives et leur importance

Les nouvelles substances psychoactives (NPS) ont été initialement développées comme analgésiques possibles, mais ont été abandonnées en raison d'effets secondaires indésirables. Une nouvelle étude de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign a montré que ces substances pourraient encore avoir une valeur pharmaceutique si les chercheurs pouvaient mieux comprendre les causes de ces effets secondaires.

Quelles sont les nouvelles substances psychoactives ?

Les nouvelles substances psychoactives sont des composés synthétiques. Une classe d’entre eux imite les effets des cannabinoïdes classiques présents dans la plante de cannabis. Contrairement aux cannabinoïdes classiques, les NPS activent différentes voies de signalisation dans le cerveau humain. Cela peut entraîner des effets psychologiques plus graves.

Les résultats de l'étude

L’étude a révélé que les NPS activent souvent une voie de signalisation connue sous le nom de « voie bêta-arrestine » au lieu de la « voie de la protéine G » généralement utilisée par les cannabinoïdes classiques. Cette commutation des voies de signalisation peut augmenter les effets secondaires.

Les résultats ont été publiés dans la revue spécialiséeeLifepublié.

La plus grande classe de NPS est souvent vendue sous les noms de drogues illicites Fubinaca, Chimica et Pinaca. Outre les effets secondaires indésirables, les formules utilisées pour produire les NPS varient, ce qui les rend difficiles à détecter lors des tests de dépistage de drogues standards.

Diwakar Shukla, professeur de génie chimique et biomoléculaire, Université de l'Illinois Urbana-Champaign

Comment fonctionne la recherche ?

En laboratoire, l'étudiant diplômé Soumajit Dutta a utilisé une nouvelle méthode de simulation appelée méthode de repondération basée sur la transition (TRAM) pour estimer la thermodynamique et la cinétique des processus moléculaires lents. Cette méthode a permis à l’équipe d’observer les processus moléculaires rares et lents qui se produisent lorsque le NPS est libéré par les récepteurs cannabinoïdes.

En outre, les chercheurs ont utilisé la plateforme Folding@Home, qui permet à des millions de bénévoles dans le monde de fournir de la puissance de calcul. Cette approche a permis à l'équipe d'exécuter de nombreuses simulations en parallèle et de fusionner les résultats.

Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir ?

Ces méthodes ont permis aux chercheurs d’acquérir de nouvelles connaissances physiques sur les interactions des NPS avec les récepteurs. Ces informations étaient auparavant difficiles d’accès en raison de limitations informatiques. La recherche ouvre la voie à des médicaments plus sûrs, à base de cannabinoïdes, qui pourraient éviter les effets secondaires nocifs.

En découvrant les signaux NPS associés à des effets plus graves, les chercheurs peuvent désormais concevoir de nouvelles molécules évitant ces voies de signalisation pour des applications médicales. Shukla a expliqué que leurs découvertes pourraient inciter davantage de chercheurs à développer des composés qui se lient moins étroitement ou se séparent plus facilement, réduisant ainsi potentiellement les effets nocifs des médicaments.

Les National Institutes of Health et la National Science Foundation ont soutenu cette recherche. Shukla est également affilié à la chimie, à la bio-ingénierie, au Centre national pour les applications du calcul intensif, au Centre pour l'agriculture numérique et à l'Institut Carl R. Woese de biologie génomique.

Sources :