В различных странах Европы и Северной Америки медицинский каннабис или препараты на основе каннабиноидов разрешены для использования в терапевтических целях. Хотя растение конопля содержит более 100 каннабиноидов, ТГК (D9-тетрагидроканнабинол) и КБР (каннабидиол) являются двумя наиболее известными и характерными компонентами.

ТГК и КБР применяются в различных фармацевтических формах, демонстрируя терапевтические эффекты, такие как снятие боли и воспаления. Однако мало что известно о том, как ТГК и другие каннабиноиды действуют в человеческом организме на молекулярном уровне.

По результатам клинических испытаний, каннабиноидсодержащие препараты могут облегчить симптомы психических расстройств, таких как эпилепсия, болезнь Альцгеймера, астма и рак, а также помочь предотвратить потерю веса во время клинически сложных методов лечения СПИДа и различных форм рака.

Исследователи EMBL Grenoble изучили взаимодействие между ТГК и некоторыми белками, с которыми он может связываться. В недавнем исследовании они показали in vitro, что ТГК ингибирует важный фермент человека под названием автотаксин. Этот фермент участвует во многих различных клеточных функциях, в частности, вырабатывает молекулу лизофосфатидной кислоты (LPA), которая стимулирует пролиферацию клеток. Дисрегуляция выработки LPA может привести к развитию рака, воспаления или легочного фиброза. Поэтому аутотаксин является важной мишенью для разработки лекарств.

Понимание того, как ТГК и другие каннабиноиды взаимодействуют в наших клетках на атомарном уровне, поможет более эффективно применять ТГК в терапевтических целях.

Для получения такой информации особенно актуальна область структурной биологии. Структурные биологи занимаются выяснением на атомном уровне трехмерной структуры молекул, таких как белки или ферменты, и того, как они взаимодействуют друг с другом. Эти структурные результаты позволяют понять конкретную функцию молекул и то, как модулировать их деятельность с помощью определенных соединений, что является решающим фактором 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 контролируемой среде лаборатории - перед дальнейшим исследованием in vivo, в живых организмах.

В ходе исследования ТГК команда МакКарти получила трехмерную структуру каннабиноида ТГК, связанного с автотаксином. Используя макромолекулярную кристаллографию на синхротроне PETRA III в Гамбурге, они смогли заложить молекулярную основу того, как ТГК ингибирует этот фермент.

Путь к дальнейшим исследованиям

Идентификация этого фермента как связывающей мишени для ТГК 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 - важный фермент для человека", - сказал Матиас Эймери, аспирант из команды Маккарти и первый автор публикации. "Он отвечает за производство LPA, основной мембранной липидной сигнальной молекулы, которая опосредует множество различных клеточных функций. Известно, что дисрегуляция выработки LPA автотаксином играет роль в развитии рака, воспаления или легочного фиброза".

Исследования in vivo необходимы для подтверждения того, что связывание аутотаксина и ТГК связано с терапевтическим эффектом от приема ТГК, поскольку основными известными мишенями ТГК в организме человека являются каннабиноидные рецепторы CB1 и CB2, которые опосредуют психоактивные и обезболивающие эффекты каннабиноидов. Дальнейшие исследования помогут определить дальнейший потенциал каннабиноидов для медицинских исследований и разработки лекарств.

Работа опубликована в журнале Life Science Alliance.