A mélyreható tanulás felfedi, hogy a szintetikus kannabinoidok miért okoznak káros hatásokat.

A mélyreható tanulás felfedi, hogy a szintetikus kannabinoidok miért okoznak káros hatásokat.

Új pszichoaktív anyagok és jelentőségük

Az új pszichoaktív anyagokat (NPS) eredetileg lehetséges fájdalomcsillapítóként fejlesztették ki, de a nemkívánatos mellékhatások miatt elvetették őket. Az Illinois Urbana-Champaign Egyetem új tanulmánya kimutatta, hogy ezeknek az anyagoknak még mindig lehetnek gyógyszerészeti értékei, ha a kutatók jobban megértik e mellékhatások okait.

Mik azok az új pszichoaktív anyagok?

Az új pszichoaktív anyagok szintetikus vegyületek. Egyik osztályuk a kannabisznövényben található klasszikus kannabinoidok hatását utánozza. A klasszikus kannabinoidokkal ellentétben az NPS különböző jelátviteli útvonalakat aktivál az emberi agyban. Ez komolyabb pszichés hatásokhoz vezethet.

A vizsgálat eredményei

A tanulmány megállapította, hogy az NPS gyakran aktivál egy „béta-arresztin útvonalként” ismert jelátviteli útvonalat a klasszikus kannabinoidok által jellemzően használt „G-protein útvonal” helyett. A jelátviteli útvonalak ilyen váltása növelheti a mellékhatásokat.

Az eredményeket a szaklapban tették közzéeLifeközzétett.

Az NPS legnagyobb osztályát gyakran a Fubinaca, Chimica és Pinaca utcai drogokként árulják. A nemkívánatos mellékhatásokon túlmenően az NPS előállításához használt formulák is változnak, ami megnehezíti azok kimutatását a szokásos gyógyszertesztekben.

Diwakar Shukla, kémiai és biomolekuláris mérnöki professzor, Illinois Egyetem Urbana-Champaign

Hogyan működik a kutatás?

A laborban Soumajit Dutta végzős hallgató egy új, Transition-Based Reweighting Method (TRAM) nevű szimulációs módszerrel becsülte meg a lassú molekuláris folyamatok termodinamikáját és kinetikáját. Ez a módszer lehetővé tette a csapat számára, hogy megfigyelje azokat a ritka, lassú molekuláris folyamatokat, amelyek akkor fordulnak elő, amikor az NPS felszabadul a kannabinoid receptorokból.

Ezenkívül a kutatók a Folding@Home platformot használták, amely világszerte önkéntesek milliói számára teszi lehetővé a számítási teljesítmény biztosítását. Ez a megközelítés lehetővé tette a csapat számára, hogy párhuzamosan futtasson számos szimulációt, és egyesítse az eredményeket.

Mit jelent ez a jövőre nézve?

Ezek a módszerek lehetővé tették a kutatók számára, hogy új fizikai betekintést nyerjenek az NPS és a receptorok kölcsönhatásaiba. Ezekhez a betekintésekhez korábban nehéz volt hozzáférni a számítási korlátok miatt. A kutatások rámutatnak a biztonságosabb, kannabinoid alapú gyógyszerek felé, amelyek elkerülhetik a káros mellékhatásokat.

A súlyosabb hatásokhoz kapcsolódó NPS-jelek feltárásával a kutatók új molekulákat tervezhetnek, amelyek elkerülik ezeket a jelátviteli útvonalakat az orvosi alkalmazásokban. Shukla kifejtette, hogy eredményeik több kutatót irányíthatnak arra, hogy olyan vegyületeket fejlesszenek ki, amelyek kevésbé kötődnek vagy könnyebben válnak szét, potenciálisan csökkentve a gyógyszerek káros hatásait.

A National Institutes of Health és a National Science Foundation támogatta ezt a kutatást. A Shukla a kémiával, a biomérnöki tudományokkal, a Szuperszámítógép-alkalmazások Nemzeti Központjával, a Digitális Mezőgazdasági Központtal és a Carl R. Woese Genomikus Biológiai Intézettel is kapcsolatban áll.

Források: