Duboko učenje otkriva zašto sintetski kanabinoidi uzrokuju štetne učinke.

Duboko učenje otkriva zašto sintetski kanabinoidi uzrokuju štetne učinke.

Nove psihoaktivne tvari i njihov značaj

Nove psihoaktivne tvari (NPS) prvotno su razvijene kao mogući lijekovi protiv bolova, ali su odbačene zbog neželjenih nuspojava. Nova studija sa Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign pokazala je da bi te tvari još uvijek mogle imati farmaceutsku vrijednost ako istraživači mogu bolje razumjeti uzroke ovih nuspojava.

Što su nove psihoaktivne tvari?

Nove psihoaktivne tvari su sintetski spojevi. Jedna klasa njih oponaša učinke klasičnih kanabinoida koji se nalaze u biljci kanabis. Za razliku od klasičnih kanabinoida, NPS aktiviraju različite signalne putove u ljudskom mozgu. To može dovesti do ozbiljnijih psiholoških učinaka.

Rezultati studije

Studija je otkrila da NPS često aktiviraju signalni put poznat kao "put beta-arestina" umjesto "puta G-proteina" koji obično koriste klasični kanabinoidi. Ovo prebacivanje signalnih putova može povećati nuspojave.

Rezultati su objavljeni u stručnom časopisueŽivotobjavljeno.

Najveća klasa NPS-a često se prodaje kao ulične droge Fubinaca, Chimica i Pinaca. Osim neželjenih nuspojava, formule koje se koriste za proizvodnju NPS-a variraju, što ih čini teškim za otkrivanje standardnim testovima na lijekove.

Diwakar Shukla, profesor kemijskog i biomolekularnog inženjerstva, Sveučilište Illinois Urbana-Champaign

Kako funkcionira istraživanje?

U laboratoriju je student diplomskog studija Soumajit Dutta koristio novu metodu simulacije nazvanu Metoda ponovnog ponderiranja temeljena na prijelazu (TRAM) za procjenu termodinamike i kinetike sporih molekularnih procesa. Ova je metoda omogućila timu promatranje rijetkih, sporih molekularnih procesa koji se događaju kada se NPS oslobađa iz kanabinoidnih receptora.

Osim toga, istraživači su koristili platformu Folding@Home koja milijunima volontera diljem svijeta omogućuje pružanje računalne snage. Ovaj pristup omogućio je timu da izvodi mnoge simulacije paralelno i spaja rezultate.

Što to znači za budućnost?

Ove su metode omogućile istraživačima da dobiju nove fizičke uvide u interakcije NPS-a s receptorima. Tim je uvidima prije bilo teško pristupiti zbog računalnih ograničenja. Istraživanja pokazuju put ka sigurnijim lijekovima na bazi kanabinoida koji bi mogli izbjeći štetne nuspojave.

Otkrivanjem NPS signala koji su povezani s težim učincima, istraživači sada mogu dizajnirati nove molekule koje izbjegavaju ove signalne putove za medicinske primjene. Shukla je objasnio da bi njihova otkrića mogla potaknuti više istraživača da razviju spojeve koji se slabije vežu ili se lakše razdvajaju, potencijalno smanjujući štetne učinke lijekova.

Nacionalni instituti za zdravlje i Nacionalna zaklada za znanost podržali su ovo istraživanje. Shukla je također povezan s kemijom, bioinženjeringom, Nacionalnim centrom za aplikacije superračunala, Centrom za digitalnu poljoprivredu i Institutom Carl R. Woese za genomsku biologiju.

Izvori: