Opioidi su dugo poznati kao prirodne supstance sa značajnim farmakološkim efektima i korišćeni su kao efikasni lekovi protiv bolova. Veoma istaknut primer je morfijum, koji je prvi put izolovan i sintetizovan početkom 19. veka. To je olakšanje za teške bolesnike u poslednjim fazama života. Međutim, kada se opioidi koriste na neodgovarajući način, oni mogu izazvati zavisnost, pa čak i razvoj izuzetno ozbiljnih neželjenih efekata, kao što je respiratorna depresija.
U SAD su opioidi nekada bili široko promovisani u medijima i, kao posledica toga, često su se prepisivali za lečenje onih koji su u stvari bili blagi poremećaji. Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), bilo je skoro 645.000 slučajeva smrtnosti usled predoziranja opioidima u Sjedinjenim Državama između 1999. i 2021. godine.
A opioidna kriza je stigla i u Nemačku. Glavni problem su ulične droge i činjenica da se sintetički opioidni heroin, posebno, kombinuje sa drugim, jeftinijim opioidima, kao što je fentanil. Dok je doza od 200 miligrama heroina fatalna, samo 2 miligrama fentanila može da ubije. U Nemačkoj je 2022. godine više od 1.000 ljudi umrlo od posledica konzumiranja opioida.
Vlade su uvele mere za obuzdavanje ove epidemije. Međutim, stopa zavisnosti od opijata je visoka. Drugi pate od ekstremnog bola koji treba ublažiti. Stoga postoji hitna potreba za bezbednim analgeticima. Istraživači sa Univerziteta Johanes Gutenberg u Majncu (JGU) sada su napredovali ka ovom cilju.
„Prirodni proizvod pod nazivom anikinazolin B koji je izolovan iz morske gljive Aspergillus nidulans stimuliše opioidne receptore i stoga bi se u budućnosti mogao koristiti umesto opioida“, objasnila je Roksana Damijesku, članica istraživačkog tima na čelu sa profesorom Tomasom Efertom. Rad je objavljen u časopisu ChemMedChem.
U potrazi za novim jedinjenjima, tim je započeo sa hemijskom bazom podataka od više od 40.000 prirodnih supstanci. Njihov cilj je bio da utvrde koliko će se efikasno svaka supstanca vezati za odgovarajući receptor. I pored toga, morali su da utvrde da li oni imaju svojstva koja se zahtevaju od farmaceutskog leka. Takvo jedinjenje mora biti rastvorljivo u vodi do neke mere, na primer.
Ovo istraživanje je zahtevalo proračune u formi aproksimacija, pri čemu su rezultati postajali sve precizniji što su se ovi proračuni češće obavljali. Svaka supstanca je bila predmet nekih 750.000 pojedinačnih proračuna.
Takav kolosalan broj proračuna bi znatno premašio kapacitet standardnog računara. Stoga je tim koristio superkompjuter MOGON u JGU. 100 najboljih kandidata proizvoda ovih proračuna je naknadno procenjeno korišćenjem drugih analitičkih metoda.
Rezultirajućih 10 najboljih pronašlo je put u laboratoriju, gde su prošli biohemijsku analizu. Prvobitni prioritet je bio uspostavljanje bezbednosti. Koristeći preparate ljudskih ćelija bubrega, istraživači su ispitali da li bi se veće koncentracije svake supstance pokazale toksičnim za ćelije i čak ih ubile.
Konačno, dva druga aspekta su morala biti podvrgnuta testiranju. „Morali smo da potvrdimo da je visoka energija vezivanja supstanci za receptore bola koja je bila predviđena teorijskim proračunima takođe proizvedena u stvarnom fizičkom svetu“, rekao je profesor Tomas Efert, šef odeljenja JGU za farmaceutsku biologiju.
Međutim, samo vezivanje supstance za receptore nije dovoljno. Vezivanje takođe mora uticati na funkcionisanje receptora. Stoga je istraživački tim koristio drugi sistem testiranja da proceni da li postoji vrsta inhibicije biološke aktivnosti koja se javlja pri upotrebi opioida.
Jedno od dva jedinjenja je prošlo sve testove sa najboljim bojama: anikinazolin B, supstanca prisutna u morskoj gljivi Aspergillus nidulans. „Rezultati naših istraživanja pokazuju da ova supstanca može imati efekte slične onima kod opioida. Istovremeno, izaziva mnogo manje neželjenih reakcija“, zaključila je Roksana Damijesku.
