Hlboké učenie odhaľuje, prečo syntetické kanabinoidy spôsobujú škodlivé účinky.

Hlboké učenie odhaľuje, prečo syntetické kanabinoidy spôsobujú škodlivé účinky.

Nové psychoaktívne látky a ich význam

Nové psychoaktívne látky (NPS) boli pôvodne vyvinuté ako možné lieky proti bolesti, ale boli vyradené kvôli nežiaducim vedľajším účinkom. Nová štúdia z University of Illinois Urbana-Champaign ukázala, že tieto látky môžu mať stále farmaceutickú hodnotu, ak vedci dokážu lepšie pochopiť príčiny týchto vedľajších účinkov.

Čo sú nové psychoaktívne látky?

Nové psychoaktívne látky sú syntetické zlúčeniny. Jedna trieda z nich napodobňuje účinky klasických kanabinoidov nachádzajúcich sa v rastline konope. Na rozdiel od klasických kanabinoidov, NPS aktivujú rôzne signálne dráhy v ľudskom mozgu. To môže viesť k vážnejším psychologickým následkom.

Výsledky štúdie

Štúdia zistila, že NPS často aktivujú signálnu dráhu známu ako „beta-arestínová dráha“ namiesto „G-proteínovej dráhy“, ktorú zvyčajne používajú klasické kanabinoidy. Toto prepínanie signálnych dráh môže zvýšiť vedľajšie účinky.

Výsledky boli publikované v odbornom časopiseeLifezverejnené.

Najväčšia trieda NPS sa často predáva ako pouličné drogy Fubinaca, Chimica a Pinaca. Okrem nežiaducich vedľajších účinkov sa formulácie používané na výrobu NPS líšia, čo sťažuje ich zistenie v štandardných testoch na lieky.

Diwakar Shukla, profesor chemického a biomolekulárneho inžinierstva, University of Illinois Urbana-Champaign

Ako funguje výskum?

V laboratóriu použil postgraduálny študent Soumajit Dutta novú simulačnú metódu s názvom Transition-Based Reweighting Method (TRAM) na odhad termodynamiky a kinetiky pomalých molekulárnych procesov. Táto metóda umožnila tímu pozorovať zriedkavé, pomalé molekulárne procesy, ktoré sa vyskytujú, keď sa NPS uvoľňuje z kanabinoidných receptorov.

Okrem toho vedci použili platformu Folding@Home, ktorá umožňuje miliónom dobrovoľníkov na celom svete poskytovať výpočtový výkon. Tento prístup umožnil tímu spustiť mnoho simulácií paralelne a zlúčiť výsledky.

Čo to znamená pre budúcnosť?

Tieto metódy umožnili výskumníkom získať nové fyzikálne poznatky o interakciách NPS s receptormi. Tieto poznatky boli predtým ťažko dostupné kvôli výpočtovým obmedzeniam. Výskum ukazuje cestu k bezpečnejším liekom na báze kanabinoidov, ktoré by sa mohli vyhnúť škodlivým vedľajším účinkom.

Odhalením signálov NPS, ktoré sú spojené so závažnejšími účinkami, môžu teraz výskumníci navrhnúť nové molekuly, ktoré sa vyhnú týmto signálnym dráham pre lekárske aplikácie. Shukla vysvetlil, že ich zistenia by mohli viesť viac výskumníkov k vývoju zlúčenín, ktoré sa viažu menej pevne alebo sa ľahšie rozpadajú, čo potenciálne znižuje škodlivé účinky liekov.

Tento výskum podporili National Institutes of Health a National Science Foundation. Shukla je tiež spojený s chémiou, bioinžinierstvom, Národným centrom pre superpočítačové aplikácie, Centrom pre digitálne poľnohospodárstvo a Inštitútom pre genomickú biológiu Carla R. Woesa.

Zdroje: