Gli psichedelici come l'LSD e i funghi magici si sono dimostrati molto efficaci nel trattamento della depressione e dei disturbi da stress post-traumatico, ma l'uso medico di questi farmaci è limitato dalle allucinazioni che provocano.

"E se potessimo riprogettare i farmaci per mantenere i loro benefici eliminando i loro effetti collaterali indesiderati?" chiede Ron Dror, professore associato di informatica a Stanford. Il laboratorio di Dror sta sviluppando simulazioni al computer per aiutare i ricercatori a fare proprio questo.

In un articolo pubblicato su Scienza , Il team di Dror descrive scoperte che potrebbero essere utilizzate per ridurre al minimo o eliminare gli effetti collaterali in un'ampia classe di farmaci che prendono di mira i recettori accoppiati a proteine ​​G, o GPCR. I GPCR sono proteine ​​presenti in tutte le cellule umane. LSD e altri psichedelici sono molecole che si attaccano ai GPCR, come circa un terzo di tutti i farmaci da prescrizione, compresi gli antistaminici, beta-bloccanti e oppioidi. Questo meccanismo molecolare è così importante che il professore di Stanford Brian Kobilka ha condiviso il Premio Nobel per la Chimica 2012 per il suo ruolo nello scoprire come funzionano i GPCR.

Quando una molecola di farmaco si lega a un GPCR, provoca più cambiamenti simultanei nella cellula, alcuni utili e altri pericolosi.

Confrontando le simulazioni di un GPCR con diverse molecole attaccate, Il team di Dror è stato in grado di individuare come una molecola di farmaco può alterare la forma del GPCR per fornire effetti benefici evitando effetti collaterali, qualcosa che era rimasto misterioso fino a quel momento. Sulla base di questi risultati, i ricercatori hanno progettato nuove molecole che hanno effettivamente causato cambiamenti benefici nelle cellule, senza modifiche indesiderate. Sebbene queste molecole progettate non siano ancora adatte all'uso come farmaci nell'uomo, rappresentano un primo passo cruciale verso lo sviluppo di farmaci privi di effetti collaterali.

Oggi, i ricercatori in genere testano milioni di farmaci candidati, prima in provette, poi negli animali e infine negli umani, sperando di trovare la molecola magica che sia sia efficace che sicura, il che significa che eventuali effetti collaterali sono tollerabili. Questa imponente impresa richiede in genere molti anni e costa miliardi di dollari, e il farmaco risultante ha ancora spesso alcuni effetti collaterali frustranti.

Le scoperte del team di Dror promettono di consentire ai ricercatori di aggirare gran parte di quel lavoro per tentativi ed errori, in modo che possano portare più velocemente candidati promettenti a farmaci nelle sperimentazioni sugli animali e sull'uomo, e con una maggiore probabilità che questi potenziali farmaci si dimostrino molto sicuri ed efficaci.

Lo studioso post-dottorato Carl-Mikael Suomivuori e l'ex studentessa Naomi Latorraca hanno guidato un team di 11 membri che includeva Robert Lefkowitz della Duke University, con cui Kobilka ha condiviso il premio Nobel, e Andrew Kruse dell'Università di Harvard, L'ex studente di Kobilka.

"Oltre a rivelare come una molecola di farmaco possa far sì che un GPCR inneschi solo effetti benefici, "Drore ha detto, "abbiamo usato questi risultati per progettare molecole con proprietà fisiologiche desiderate, che è qualcosa che molti laboratori hanno cercato di fare per molto tempo."

"Armati dei nostri risultati, i ricercatori possono iniziare a immaginare modi nuovi e migliori per progettare farmaci che mantengano la loro efficacia pur ponendo meno pericoli, " ha detto Dror. Spera che tale ricerca alla fine elimini pericolosi effetti collaterali dei farmaci usati per trattare un'ampia varietà di malattie, comprese le condizioni cardiache, disturbi psichiatrici e dolore cronico.