Дихлофос вместо марихуаны

Учёные постоянно обновляют список наркотических и психотропных веществ, используемых в клинической практике. Большая часть исследований сводится к поиску новых препаратов и совершенствованию старых с целью максимально снизить эффект эйфории и привыкания, сохранив при этом обезболивающие свойств веществ.

Если эфир и опиаты давно находятся под пристальным вниманием и контролем не только врачей, но и соответствующих «органов» почти везде, то марихуана и каннабиноиды широко применяются для ослабления хронического болевого синдрома и подъема настроения у онкологических больных лишь в некоторых странах.

Американские фармакологи нашли каннабису «достойную альтернативу», не обладающую характерными побочными эффектами.

У 9-дельта-тетрагидроканнабинола – основного действующего вещества марихуаны – как и у любых других фармакологически активных веществ, есть эндогенные, то есть синтезируемые нашим собственным организмом «аналоги», которые связываются с теми же рецепторами на поверхности клеток головного мозга. В данном случае это рецепторы CB1, а аналоги – вещества под названием 2-арахидонглицерол (2-AG) и анандамид.

Даниэль Номура и фармакологи из Университета Калифорнии открыли способ повысить их концентрацию и тем самым добиться эффекта марихуаны. Работа учёных принята к публикации в журнале Nature Chemical Biology. Как это нередко бывает, выбранная группа веществ оказалась давно известна не только фармацевтам, но и простым людям. Это фосфорорганические вещества, простейшее из которых – дихлофос.

Сработал классический подход: замедлить естественный обратный процесс оказалось легче, чем активировать прямой.

Эндогенные каннабиноиды постоянно образуются в организме, однако быстро разрушаются под действием ферментов. Прием марихуаны увеличивает в нервной ткани концентрацию тетрагидроканнабинола, впрыскивая вещество в кровь. Однако добиться того же эффекта с эндогенными каннабиноидами можно, просто ослабив работу разрушающих их ферментов – ингибировав гидролазы амидов жирных кислот (FAAH) и моноацилглицеролипазы (MAGL).

Такие попытки прежде уже предпринимались, и FAAH-дефицитные мыши доказали эффективность этой идеи. Создать MAGL-дефицитных мышей пока не удалось.

Все реакции, на которых основано действие марихуаны, идут и в так называемых холинэргических синапсах, только с другими веществами. Здесь вместо каннабиноидов – ацетилхолин, а вместо FAAH и MAGL – ацетилхолинэстераза. Учёные решили проверить, будут ли работать в системе давно известные ингибиторы ацетилхолинэстеразы – фосфорорганические вещества (ФОС), среди которых дихлофос, зарин и карбофос.

Интуиция не подвела.

Лучшие результаты показал изопропилдиодецилфторофосфонат. Оказалось, что его введение в небольших концентрациях блокирует действие разрушающих каннабиноиды ферментов, в результате чего концентрация 2-AG и анандамида в нервной ткани возрастает в 10 раз.

При этом наблюдалась тетрада каннабиноидных признаков – сниженная подвижность, аналгезия (потеря болевой чувствительности), снижение общей температуры и оцепенение (каталепсия). Все эти признаки появляются и при отравлении ФОС. Номура и коллеги показали, что того же эффекта можно добиться и с другими фосфорорганическими веществами, хотя эффект выражен чуть слабее.

Перспективы у нового подхода весьма неплохие, ведь фармакологи нашли способ влиять на эндогенную систему каннабиноидов, а с учетом её многогранных эффектов в нервной системе – на память, подвижность и на обмен веществ. Правда, побочные эффекты ФОС значительно превосходят таковые у марихуаны, так что для появления «безопасной марихуаны», к которой не будет привыкания, придётся подождать новых работ – по подавлению вреда от зарина и ему подобных.

Нанотехнологии заменят ДНК

Американским учёным удалось впервые создать самособирающийся нанообъект на основе синтетического аналога ДНК – глицеролнуклеиновой кислоты (ГНК). Джон Чапут из Института биодизайна при Аризонском университете в статье, вышедшей в журнале Американского химического общества, описал наноструктуры, полученные самосборкой ГНК.

Развитие методов исследования и работы с наноразмерными объектами в наши дни – передний край развития всей отрасли приборостроения. Одним из перспективных методов работы с наночастицами является использование цепочек ДНК, так как они обладают природой заложенной способностью к самоорганизации в плоские и объемные структуры.

Ученые из Института биодизайна при Аризонском университете сделали шаг вперед и разработали синтетический аналог ДНК – глицеролнуклеиновую кислоту.

Создание синтетических аналогов ДНК обусловлено простым и естественным желанием людей получить больше, чем может дать природа.

В молекуле ГНК пятичленный дезоксирибозный углеводородный цикл ДНК, соединяющий азотистые основания через фосфатные мостики, заменен на трехуглеродный цикл глицерола.

Преимущество заключается в том, что кольцо глицерола имеет всего один хиральный центр, потому синтез цепочки с нужной последовательностью нуклеотидов, который может понадобиться в будущем, заключается в трех простых стадиях. Хиральный же синтез ДНК с пятичленным дезоксирибозным кольцом – ночной кошмар химика-синтетика, и мало у кого есть уверенность, что этот синтез когда-либо будет достаточно технологичен и дешев.

Кроме того, молекулы ГНК и структуры на их основе оказались существенно более стабильными к повышению температуры. Наличие же единственного хирального центра у глицерольного цикла позволяет не только упростить синтетическую часть работ по созданию самоорганизующихся наноструктур, но и получать зеркальные наноструктуры из строительных блоков ГНК.

Пока что ученые во всю забавляются со своим новым наноконструктором, но уже в скором будущем их инновация может серьезно продвинуть нанотехнологии в массовую отрасль производства микроэлектроники.