Dyp læring avslører hvorfor syntetiske cannabinoider forårsaker skadelige effekter.

Dyp læring avslører hvorfor syntetiske cannabinoider forårsaker skadelige effekter.

Nye psykoaktive stoffer og deres betydning

Nye psykoaktive stoffer (NPS) ble opprinnelig utviklet som mulige smertestillende midler, men ble kassert på grunn av uønskede bivirkninger. En ny studie fra University of Illinois Urbana-Champaign har vist at disse stoffene fortsatt kan ha farmasøytisk verdi hvis forskere bedre kan forstå årsakene til disse bivirkningene.

Hva er nye psykoaktive stoffer?

Nye psykoaktive stoffer er syntetiske forbindelser. En klasse av dem etterligner effekten av klassiske cannabinoider som finnes i cannabisplanten. I motsetning til klassiske cannabinoider, aktiverer NPS forskjellige signalveier i den menneskelige hjernen. Dette kan føre til mer alvorlige psykologiske effekter.

Resultatene av studien

Studien fant at NPS ofte aktiverer en signalvei kjent som "beta-arrestinveien" i stedet for "G-proteinbanen" som vanligvis brukes av klassiske cannabinoider. Denne vekslingen av signalveier kan øke bivirkninger.

Resultatene ble publisert i fagtidsskrifteteLifepublisert.

Den største klassen av NPS selges ofte som gatenarkotika Fubinaca, Chimica og Pinaca. I tillegg til de uønskede bivirkningene, varierer formlene som brukes til å produsere NPS, noe som gjør dem vanskelige å oppdage i standard narkotikatester.

Diwakar Shukla, professor i kjemisk og biomolekylær ingeniørvitenskap, University of Illinois Urbana-Champaign

Hvordan fungerer forskning?

I laboratoriet brukte doktorgradsstudent Soumajit Dutta en ny simuleringsmetode kalt Transition-Based Reweighting Method (TRAM) for å estimere termodynamikken og kinetikken til langsomme molekylære prosesser. Denne metoden gjorde det mulig for teamet å observere de sjeldne, langsomme molekylære prosessene som oppstår når NPS frigjøres fra cannabinoidreseptorer.

I tillegg brukte forskerne Folding@Home-plattformen, som gjør det mulig for millioner av frivillige over hele verden å levere datakraft. Denne tilnærmingen tillot teamet å kjøre mange simuleringer parallelt og slå sammen resultatene.

Hva betyr dette for fremtiden?

Disse metodene gjorde det mulig for forskere å få ny fysisk innsikt i interaksjonene mellom NPS og reseptorer. Denne innsikten var tidligere vanskelig tilgjengelig på grunn av beregningsbegrensninger. Forskning viser vei til tryggere, cannabinoidbaserte medisiner som kan unngå skadelige bivirkninger.

Ved å avdekke NPS-signalene som er assosiert med mer alvorlige effekter, kan forskere nå designe nye molekyler som unngår disse signalveiene for medisinske applikasjoner. Shukla forklarte at funnene deres kan lede flere forskere til å utvikle forbindelser som binder mindre tett eller går lettere fra hverandre, noe som potensielt kan redusere stoffenes skadelige effekter.

National Institutes of Health og National Science Foundation støttet denne forskningen. Shukla er også tilknyttet kjemi, bioingeniør, National Center for Supercomputing Applications, Center for Digital Agriculture og Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

Kilder: