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THC sensible a la luz: intoxicante ...
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THC sensible a la luz: intoxicante ...

THC sensible a la luz: Intoxicantemente sensible a la luz.

Cuando muchas personas escuchan la abreviatura THC (tetrahidrocannabinol), inmediatamente piensan en fumar marihuana e intoxicación. Pero la sustancia también es de interés para la medicina: cuando se administra a personas que padecen enfermedades graves, alivia los calambres musculares, el dolor, la pérdida de apetito y las náuseas.

El THC funciona al unirse a los receptores de cannabinoides-1 (CB1) correspondientes, que se localizan en la membrana celular y están presentes en grandes cantidades en el sistema nervioso central y periférico. Los receptores CB1 juegan un papel importante en la memoria, la coordinación motora, el estado de ánimo y los procesos cognitivos.

Receptores clave para la transmisión de señal

Cuando una molécula de THC se une a uno de estos receptores CB1, cambia de forma y desencadena una cascada de varias señales dentro de la célula. Sin embargo, todavía es difícil estudiar los receptores CB1 y sus múltiples funciones, ya que los cannabinoides como el THC son altamente lipófilos, por lo que con frecuencia se incrustan en las membranas hechas de moléculas de grasa de manera incontrolada. Para poder utilizar el THC o sus variantes de manera más precisa para aplicaciones farmacéuticas y médicas, es importante comprender mejor los receptores CB1.

Para estudiar las diversas interacciones entre los receptores CB1 y los cannabinoides, un grupo de químicos encabezados por el profesor ETH Erick Carreira sintetizó moléculas de THC. Su estructura puede ser alterada con luz. Los investigadores publicaron sus hallazgos en el último número del Journal of the American Chemical Society.

Derivados del THC sensibles a la luz

Los científicos sintetizaron cuatro variantes, o derivados, de THC al unir una "antena" sensible a la luz a la molécula de THC. Esta antena hace posible usar luz de una longitud de onda específica para manipular con precisión la molécula alterada. La luz ultravioleta cambia la estructura espacial de la antena, y este cambio se puede revertir nuevamente con luz azul.

Los investigadores probaron dos de estos derivados en un cultivo de células vivas. Los derivados atracaron con los receptores CB1 de la misma manera que el THC natural. Cuando los investigadores irradiaron el derivado de THC con luz ultravioleta, su estructura se alteró tal como esperaban los investigadores y, en consecuencia, activaron el receptor CB1. Esto desencadena reacciones como la apertura de los canales de iones de potasio ubicados en la membrana celular, lo que hace que los iones de potasio fluyan fuera de la célula. Los investigadores pudieron medir esto con un electrodo insertado en la célula.

Cuando se irradió con luz azul, el derivado de THC volvió a su forma original, lo que deshabilitó el receptor CB1 como resultado. Los canales iónicos se cerraron y el flujo de potasio se detuvo. Los investigadores pudieron activar y desactivar estos procesos utilizando los pulsos de luz de color correspondientes.

Una base para aplicaciones con control de luz

"Este trabajo es nuestra prueba exitosa de principio: las variantes de THC sensibles a la luz son una herramienta adecuada para controlar e influir en los receptores CB1", dice Michael Schafroth, un estudiante de doctorado con el profesor de ETH Carreira y principal colaborador del estudio. Añadió que ahora han establecido una base importante para otros proyectos que ya están en curso; por ejemplo, otro estudiante de doctorado en el grupo de Carreira, Roman Sarott, está trabajando en la síntesis de derivados de THC adicionales que reaccionan a la luz roja de longitud de onda larga. "La luz roja penetra más profundamente en los tejidos que la luz azul", dice Sarott. "Si queremos estudiar los receptores CB1 en un organismo vivo, necesitamos moléculas que sean sensibles a la luz roja".

Además de los investigadores del grupo de Carreira, destacados científicos de la Universidad de Nueva York (NYU), la Universidad de Indiana Bloomington (IUB) y la Universidad del Sur de California (USC), así como la Universidad Ludwig-Maximilian de Munich participaron en el interdisciplinario proyecto. Los experimentos biológicos fueron conducidos por James Frank y Dirk Trauner.

Un punto de partida para la medicina

Muchas culturas conocen desde hace tiempo el efecto embriagador y terapéutico del THC. La identificación del THC llevó finalmente al descubrimiento del sistema endocannabinoide, que involucra tanto las sustancias nativas como las exógenas del cuerpo en la clase de los cannabinoides, así como sus receptores en el cuerpo.

La industria farmacéutica también está interesada en obtener una mejor comprensión del sistema endocannabinoide para poder utilizar mejor componentes específicos con fines farmacéuticos. El sistema se considera un posible punto de partida para los tratamientos de la adicción, la obesidad, la depresión e incluso el Alzheimer y el Parkinson.


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