Învățarea profundă dezvăluie de ce canabinoizii sintetici provoacă efecte dăunătoare.

Învățarea profundă dezvăluie de ce canabinoizii sintetici provoacă efecte dăunătoare.

Noile substanțe psihoactive și semnificația lor

Noile substanțe psihoactive (NPS) au fost inițial dezvoltate ca posibile analgezice, dar au fost eliminate din cauza efectelor secundare nedorite. Un nou studiu de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign a arătat că aceste substanțe ar putea avea în continuare valoare farmaceutică dacă cercetătorii pot înțelege mai bine cauzele acestor efecte secundare.

Ce sunt noile substanțe psihoactive?

Noile substanțe psihoactive sunt compuși sintetici. O clasă dintre ele imită efectele canabinoizilor clasici găsiți în planta de canabis. Spre deosebire de canabinoizii clasici, NPS activează diferite căi de semnalizare în creierul uman. Acest lucru poate duce la efecte psihologice mai grave.

Rezultatele studiului

Studiul a constatat că NPS activează adesea o cale de semnalizare cunoscută sub numele de „calea beta-arrestininei” în loc de „calea proteinei G” utilizată de obicei de canabinoizii clasici. Această schimbare a căilor de semnalizare poate crește efectele secundare.

Rezultatele au fost publicate în jurnalul de specialitateeLifepublicat.

Cea mai mare clasă de NPS este adesea vândută ca droguri stradale Fubinaca, Chimica și Pinaca. Pe lângă efectele secundare nedorite, formulele folosite pentru a produce NPS variază, ceea ce le face dificil de detectat în testele standard de droguri.

Diwakar Shukla, profesor de inginerie chimică și biomoleculară, Universitatea din Illinois Urbana-Champaign

Cum funcționează cercetarea?

În laborator, studentul absolvent Soumajit Dutta a folosit o nouă metodă de simulare numită Transition-Based Reweighting Method (TRAM) pentru a estima termodinamica și cinetica proceselor moleculare lente. Această metodă a permis echipei să observe procesele moleculare rare și lente care apar atunci când NPS este eliberat de receptorii canabinoizi.

În plus, cercetătorii au folosit platforma Folding@Home, care permite milioanelor de voluntari din întreaga lume să ofere putere de calcul. Această abordare a permis echipei să execute multe simulări în paralel și să îmbine rezultatele.

Ce înseamnă asta pentru viitor?

Aceste metode au permis cercetătorilor să obțină noi perspective fizice asupra interacțiunilor NPS cu receptorii. Aceste perspective erau anterior dificil de accesat din cauza limitărilor de calcul. Cercetările indică calea către medicamente mai sigure, pe bază de canabinoizi, care ar putea evita efectele secundare dăunătoare.

Prin descoperirea semnalelor NPS care sunt asociate cu efecte mai severe, cercetătorii pot acum proiecta noi molecule care evită aceste căi de semnalizare pentru aplicații medicale. Shukla a explicat că descoperirile lor ar putea ghida mai mulți cercetători să dezvolte compuși care se leagă mai puțin strâns sau se despart mai ușor, reducând potențial efectele nocive ale medicamentelor.

National Institutes of Health și National Science Foundation au susținut această cercetare. Shukla este, de asemenea, afiliat cu chimie, bioinginerie, Centrul Național pentru Aplicații de Supercomputare, Centrul pentru Agricultură Digitală și Institutul Carl R. Woese pentru Biologie Genomică.

Surse: