Globoko učenje razkriva, zakaj sintetični kanabinoidi povzročajo škodljive učinke.

Globoko učenje razkriva, zakaj sintetični kanabinoidi povzročajo škodljive učinke.

Nove psihoaktivne snovi in ​​njihov pomen

Nove psihoaktivne snovi (NPS) so bile prvotno razvite kot možna zdravila proti bolečinam, vendar so bile zavržene zaradi nezaželenih stranskih učinkov. Nova študija Univerze Illinois Urbana-Champaign je pokazala, da bi lahko te snovi še vedno imele farmacevtsko vrednost, če bi lahko raziskovalci bolje razumeli vzroke teh neželenih učinkov.

Kaj so nove psihoaktivne snovi?

Nove psihoaktivne snovi so sintetične spojine. Eden od njih posnema učinke klasičnih kanabinoidov, ki jih najdemo v rastlini konoplje. V nasprotju s klasičnimi kanabinoidi NPS aktivirajo različne signalne poti v človeških možganih. To lahko povzroči resnejše psihološke posledice.

Rezultati študije

Študija je pokazala, da NPS pogosto aktivirajo signalno pot, znano kot "pot beta-arestina" namesto "poti G-proteina", ki jo običajno uporabljajo klasični kanabinoidi. To preklapljanje signalnih poti lahko poveča stranske učinke.

Rezultati so bili objavljeni v strokovni revijieLifeobjavljeno.

Največji razred NPS se pogosto prodaja kot ulične droge Fubinaca, Chimica in Pinaca. Poleg neželenih stranskih učinkov se formule, ki se uporabljajo za proizvodnjo NPS, razlikujejo, zaradi česar jih je težko odkriti v standardnih testih zdravil.

Diwakar Shukla, profesor kemijskega in biomolekularnega inženirstva, Univerza Illinois Urbana-Champaign

Kako poteka raziskovanje?

V laboratoriju je podiplomski študent Soumajit Dutta uporabil novo simulacijsko metodo, imenovano Transition-Based Reweighting Method (TRAM), da bi ocenil termodinamiko in kinetiko počasnih molekularnih procesov. Ta metoda je ekipi omogočila opazovanje redkih, počasnih molekularnih procesov, ki se pojavijo, ko se NPS sprosti iz kanabinoidnih receptorjev.

Poleg tega so raziskovalci uporabili platformo Folding@Home, ki milijonom prostovoljcev po vsem svetu omogoča zagotavljanje računalniške moči. Ta pristop je ekipi omogočil vzporedno izvajanje številnih simulacij in združevanje rezultatov.

Kaj to pomeni za prihodnost?

Te metode so raziskovalcem omogočile pridobitev novih fizičnih vpogledov v interakcije NPS z receptorji. Do teh vpogledov je bilo prej težko dostopati zaradi računalniških omejitev. Raziskave kažejo pot do varnejših zdravil na osnovi kanabinoidov, s katerimi bi se lahko izognili škodljivim stranskim učinkom.

Z odkrivanjem signalov NPS, ki so povezani s hujšimi učinki, lahko raziskovalci zdaj oblikujejo nove molekule, ki se izognejo tem signalnim potem za medicinske aplikacije. Shukla je pojasnil, da bi njihove ugotovitve lahko usmerile več raziskovalcev k razvoju spojin, ki se manj tesno vežejo ali lažje razpadejo, kar bi lahko zmanjšalo škodljive učinke zdravil.

Nacionalni inštitut za zdravje in Nacionalna znanstvena fundacija sta podprla to raziskavo. Shukla je povezan tudi s kemijo, bioinženiringom, Nacionalnim centrom za superračunalniške aplikacije, Centrom za digitalno kmetijstvo in Inštitutom Carla R. Woeseja za genomsko biologijo.

Viri: