Nové analgetikum by mohlo dlhodobo nahradiť opioidy

Opioidy sú už dlho známe ako prírodné látky s podstatnými farmakologickými účinkami a používajú sa ako účinné lieky proti bolesti. Veľmi prominentným príkladom je morfín, ktorý bol prvýkrát izolovaný a syntetizovaný na začiatku 19. storočia. Je to úľava pre ťažko chorých pacientov v posledných fázach ich života. Ak sa však opioidy užívajú nesprávne, môžu spôsobiť závislosť a dokonca aj rozvoj mimoriadne závažných nežiaducich účinkov, ako je útlm dýchania.

V USA boli opioidy kedysi široko propagované prostredníctvom médií a v dôsledku toho sa často predpisovali na liečbu v skutočnosti miernych porúch. Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) bolo v rokoch 1999 až 2021 v Spojených štátoch amerických takmer 645 000 prípadov úmrtia v dôsledku predávkovania opiátmi.

A opioidná kríza dorazil aj do Nemecka. Hlavným problémom sú pouličné drogy a skutočnosť, že najmä syntetický opioid heroín sa znižuje s inými, lacnejšími opioidmi, ako je fentanyl. Zatiaľ čo dávka 200 miligramov heroínu je smrteľná, len 2 miligramy fentanylu môžu zabiť. V roku 2022 zomrelo v Nemecku v dôsledku konzumácie opioidov viac ako 1000 ľudí.

Počnúc databázou 40 000 prírodných látok

Vlády zaviedli opatrenia na potlačenie tejto epidémie. Miera závislosti na opioidoch je však vysoká. Iní trpia extrémnymi bolesťami, ktoré je potrebné utlmiť. Existuje teda naliehavá potreba bezpečných analgetík. Vedci z Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) teraz dosiahli pokrok smerom k tomuto cieľu.

„Prírodný produkt s názvom aniquinazolin B, ktorý je izolovaný z morskej huby Aspergillus nidulans, stimuluje opioidné receptory a možno by sa tak v budúcnosti mohli použiť namiesto opioidov,“ vysvetlila Roxana Damiescu, členka výskumného tímu vedeného profesorom Thomasom Efferthom. publikovaný v denníku ChemMedChem.

Pri hľadaní nových zlúčenín tím začal s chemickou databázou viac ako 40 000 prírodné látky. Ich cieľom bolo určiť, ako efektívne sa každá látka naviaže na zodpovedajúci receptor. A okrem toho museli zistiť, či majú vlastnosti požadované od farmaceutického lieku. Takáto zlúčenina musí byť napríklad do určitej miery rozpustná vo vode.

Tento výskum si vyžiadal výpočty vo forme aproximácií, pričom výsledky boli čím ďalej tým presnejšie, čím častejšie sa tieto výpočty vykonávali. Každá látka bola predmetom približne 750 000 individuálnych výpočtov.

Takéto kolosálne množstvo výpočtov by výrazne prekročilo kapacitu štandardného počítača. Preto tím využil superpočítač MOGON v JGU. 100 najlepších kandidátskych produktov týchto výpočtov bolo následne hodnotených pomocou iných analytických metód.

Ďalšie podrobné vyšetrenie v laboratóriu

Výsledných 10 najlepších sa dostalo do laboratória, kde podstúpili biochemickú analýzu. Prvotnou prioritou bolo zabezpečiť bezpečnosť. Pomocou preparátov z ľudských obličkových buniek vedci skúmali, či by sa vyššie koncentrácie každej látky ukázali ako toxické pre bunky a či by ich dokonca zabili.

Nakoniec museli byť testované dva ďalšie aspekty. “Potrebovali sme potvrdiť, že vysoká väzbová energia látok na receptory bolesti, ktorá bola predpovedaná teoretickými výpočtami, bola skutočne produkovaná aj v skutočnom fyzickom svete,” povedal profesor Thomas Efferth, vedúci oddelenia farmaceutickej biológie JGU.

Samotná väzba látky na receptory však nestačí. Väzba musí tiež ovplyvniť fungovanie receptorov. Výskumný tím teda použil druhý testovací systém na posúdenie, či došlo k inhibícii biologickej aktivity, ku ktorej dochádza užívanie opioidov.

Jedna z týchto dvoch zlúčenín obstála vo všetkých testoch na výbornú: anichinazolín B, látka prítomná v morskej hube Aspergillus nidulans. “Výsledky našich vyšetrovaní naznačujú, že táto látka môže mať podobné účinky ako opiáty. Zároveň spôsobuje oveľa menej nežiaducich reakcií,” uzavrela Roxana Damiescu.

…