L’apprendimento profondo rivela perché i cannabinoidi sintetici causano effetti dannosi.

L’apprendimento profondo rivela perché i cannabinoidi sintetici causano effetti dannosi.

Nuove sostanze psicoattive e loro significato

Nuove sostanze psicoattive (NPS) furono originariamente sviluppate come possibili antidolorifici, ma furono scartate a causa degli effetti collaterali indesiderati. Un nuovo studio dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign ha dimostrato che queste sostanze potrebbero ancora avere valore farmaceutico se i ricercatori riuscissero a comprendere meglio le cause di questi effetti collaterali.

Cosa sono le nuove sostanze psicoattive?

Le nuove sostanze psicoattive sono composti sintetici. Una classe di essi imita gli effetti dei classici cannabinoidi presenti nella pianta di cannabis. A differenza dei cannabinoidi classici, le NPS attivano diversi percorsi di segnalazione nel cervello umano. Ciò può portare a effetti psicologici più gravi.

I risultati dello studio

Lo studio ha scoperto che le NPS spesso attivano una via di segnalazione nota come “via della beta-arrestina” invece della “via della proteina G” tipicamente utilizzata dai cannabinoidi classici. Questo cambiamento delle vie di segnalazione può aumentare gli effetti collaterali.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista specializzataeLifepubblicato.

La classe più numerosa di NSP è spesso venduta come droghe da strada Fubinaca, Chimica e Pinaca. Oltre agli effetti collaterali indesiderati, le formule utilizzate per produrre NPS variano, rendendoli difficili da rilevare nei test antidroga standard.

Diwakar Shukla, Professore di Ingegneria Chimica e Biomolecolare, Università dell'Illinois Urbana-Champaign

Come funziona la ricerca?

In laboratorio, lo studente laureato Soumajit Dutta ha utilizzato un nuovo metodo di simulazione chiamato Transition-Based Reweighting Method (TRAM) per stimare la termodinamica e la cinetica dei processi molecolari lenti. Questo metodo ha permesso al team di osservare i processi molecolari rari e lenti che si verificano quando l’NPS viene rilasciato dai recettori dei cannabinoidi.

Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato la piattaforma Folding@Home, che consente a milioni di volontari in tutto il mondo di fornire potenza di calcolo. Questo approccio ha consentito al team di eseguire molte simulazioni in parallelo e di unire i risultati.

Cosa significa questo per il futuro?

Questi metodi hanno consentito ai ricercatori di acquisire nuove conoscenze fisiche sulle interazioni delle NPS con i recettori. In precedenza era difficile accedere a queste informazioni a causa delle limitazioni computazionali. La ricerca indica la strada verso farmaci più sicuri, a base di cannabinoidi, che potrebbero evitare effetti collaterali dannosi.

Scoprendo i segnali NPS associati a effetti più gravi, i ricercatori possono ora progettare nuove molecole che evitino queste vie di segnalazione per applicazioni mediche. Shukla ha spiegato che le loro scoperte potrebbero guidare più ricercatori a sviluppare composti che si legano meno strettamente o si separano più facilmente, riducendo potenzialmente gli effetti dannosi dei farmaci.

Il National Institutes of Health e la National Science Foundation hanno sostenuto questa ricerca. Shukla è anche affiliato con la chimica, la bioingegneria, il Centro nazionale per le applicazioni di supercalcolo, il Centro per l'agricoltura digitale e l'Istituto Carl R. Woese per la biologia genomica.

Fonti: