Новые молекулярные данные о медицинском каннабисе
Медицинский каннабис или лекарства на основе каннабиноидов разрешены для терапевтического использования в ряде европейских стран и в Северной Америке. Хотя растение каннабис содержит более 100 каннабиноидов, THC (Δ9-тетрагидроканнабинол) и CBD (каннабидиол) являются двумя наиболее известными и изученными компонентами.
THC и CBD применяются в различных лекарственных формах и демонстрируют терапевтические эффекты, такие как облегчение боли и воспаления. Однако о том, как THC и другие каннабиноиды действуют в организме человека на молекулярном уровне, известно мало.
Клинические испытания показывают, что препараты, содержащие каннабиноиды, могут помочь облегчить симптомы психических расстройств, таких как эпилепсия, болезнь Альцгеймера, астма и рак, а также предотвратить потерю веса во время клинически сложных методов лечения СПИДа и различных форм рака.
Исследователи из EMBL в Гренобле изучили взаимодействие THC с некоторыми белками, с которыми он может связываться. В недавнем исследовании они показали in vitro, что THC ингибирует важный человеческий фермент — аутотаксин. Этот фермент участвует во многих клеточных функциях, в частности, в производстве молекулы под названием лизофосфатидная кислота (LPA), которая стимулирует пролиферацию клеток. Дисрегуляция производства LPA может привести к развитию рака, воспаления или легочного фиброза. Поэтому аутотаксин является важной мишенью для разработки лекарств.
Новые молекулярные данные о THC
Понимание того, как THC и другие каннабиноиды взаимодействуют в наших клетках на атомном уровне, помогло бы более эффективно применять THC в терапевтических целях.
Для получения такого рода информации особенно актуальна структурная биология. Структурные биологи сосредотачиваются на выяснении трехмерной структуры молекул, таких как белки или ферменты, и их взаимодействии друг с другом на атомном уровне. Эти структурные данные в дальнейшем приводят к пониманию конкретной функции молекул и того, как модулировать их активность с помощью специфических соединений — что является ключевым для разработки эффективных лекарств.
Первым шагом в структурных и биохимических исследованиях является определение того, как конкретный компонент взаимодействует с молекулами in vitro — то есть в контролируемых лабораторных условиях — перед дальнейшим изучением in vivo, в живых организмах.
В ходе исследования THC команда Маккарти получила трехмерную структуру каннабиноида THC в комплексе с аутотаксином. Используя макромолекулярную кристаллографию на пучковой линии EMBL в синхротроне PETRA III в Гамбурге, они смогли установить молекулярные основы того, как THC ингибирует этот фермент.
Путь к дальнейшим исследованиям
Идентификация этого фермента как мишени для связывания THC расширяет знания об этом каннабиноиде и предоставляет больше данных о его возможных терапевтических эффектах на молекулярном уровне и о том, как медицинский каннабис может способствовать терапии.
«Аутотаксин — это важный фермент у человека, — сказал Матиас Эймери, аспирант команды Маккарти и первый автор публикации. — Он отвечает за производство LPA, основной сигнальной липидной молекулы, производной от мембраны, которая опосредует множество различных клеточных функций. Известно, что нарушения в производстве LPA аутотаксином играют роль в развитии рака, воспаления или легочного фиброза».
Исследования in vivo необходимы, чтобы подтвердить, что связывание аутотаксина с THC связано с терапевтическими эффектами применения THC, поскольку основными известными мишенями THC в организме человека являются каннабиноидные рецепторы CB1 и CB2, которые опосредуют психоактивные и обезболивающие эффекты каннабиноидов. Дальнейшие исследования помогут определить дополнительный потенциал каннабиноидов для медицинских исследований и разработки лекарств.
Работа опубликована в журнале Life Science Alliance.