Os químicos ETH sintetizaram várias variantes do THC, o ingrediente ativo da cannabis. Sua estrutura pode ser alterada com luz, e os pesquisadores usaram isso para criar uma nova ferramenta que pode ser usada para estudar de forma mais eficaz o sistema canabinóide do próprio corpo.

Quando muitas pessoas ouvem a abreviatura THC (tetrahidrocanabinol), eles imediatamente pensam em fumar maconha e intoxicação. Mas a substância também interessa à medicina - alivia cãibras musculares, dor, perda de apetite e náuseas. O THC funciona ligando-se aos receptores canabinóides-1 (CB1) correspondentes, que estão localizados na membrana celular e estão presentes em grande número no sistema nervoso central e periférico. Os receptores CB1 desempenham um papel importante na memória, coordenação motora, humor e processos cognitivos.

Quando uma molécula de THC se liga a um desses receptores CB1, muda de forma, desencadeando uma cascata de sinais dentro da célula. Contudo, ainda é difícil estudar os receptores CB1 e suas múltiplas funções, porque os canabinoides como o THC são altamente lipofílicos, por isso, freqüentemente se incorporam às membranas feitas de moléculas de gordura de maneira descontrolada. Para ser capaz de usar o THC ou suas variantes mais precisamente para aplicações farmacêuticas e médicas, portanto, é importante obter uma melhor compreensão dos receptores CB1.

Para estudar as diversas interações entre os receptores CB1 e canabinóides, um grupo de químicos chefiado pelo professor da ETH Erick Carreira sintetizou moléculas de THC. Sua estrutura pode ser alterada com luz. Os pesquisadores publicaram suas descobertas na última edição do Jornal da American Chemical Society .

Os cientistas sintetizaram quatro variantes, ou derivados, de THC ligando uma "antena" sensível à luz à molécula de THC. Essa antena torna possível usar luz de um comprimento de onda específico para manipular com precisão a molécula alterada. A luz ultravioleta muda a estrutura espacial da antena, e essa mudança pode ser revertida novamente com luz azul.

Os pesquisadores testaram dois desses derivados em uma cultura de células vivas. Os derivados acoplaram-se aos receptores CB1 da mesma maneira que o THC que ocorre naturalmente. Quando os pesquisadores irradiaram o derivado do THC com luz ultravioleta, sua estrutura foi alterada conforme os pesquisadores esperavam, conseqüentemente ativando o receptor CB1. Isso desencadeia reações como a abertura dos canais de íons de potássio localizados na membrana celular, que faz com que os íons de potássio fluam para fora da célula. Os pesquisadores conseguiram medir isso com um eletrodo inserido na célula.

Quando irradiado com luz azul, o derivado THC voltou à sua forma original, como resultado, desativando o receptor CB1. Os canais iônicos se fecharam e o fluxo de potássio parou. Os pesquisadores foram capazes de ativar e desativar esses processos usando os pulsos de luz coloridos correspondentes.

"Este trabalho é nossa prova de princípio bem-sucedida:variantes de THC sensíveis à luz são uma ferramenta adequada para controlar e influenciar os receptores CB1, "diz Michael Schafroth, aluna de doutorado da professora ETH Carreira e principal contribuinte do estudo. Ele acrescentou que agora estabeleceram uma base importante para outros projetos que já estão em andamento; por exemplo, outro aluno de doutorado do grupo de Carreira, Roman Sarott, está trabalhando na síntese de derivados THC adicionais que reagem à luz vermelha de longo comprimento de onda. "A luz vermelha penetra mais profundamente no tecido do que a luz azul, "diz Sarott." Se quisermos estudar os receptores CB1 em um organismo vivo, precisamos de moléculas que sejam sensíveis à luz vermelha. "

Além dos pesquisadores do grupo de Carreira, cientistas importantes da New York University (NYU), a Indiana University Bloomington (IUB) e a University of Southern California (USC), bem como a Ludwig-Maximilian University em Munique, estiveram envolvidas no projeto interdisciplinar. Os experimentos biológicos foram conduzidos por James Frank e Dirk Trauner.

Muitas culturas sabem há muito tempo do efeito intoxicante e terapêutico do THC. A identificação do THC levou à descoberta do sistema endocanabinoide, que envolve as substâncias nativas e exógenas do corpo da classe dos canabinóides, bem como seus receptores no corpo.

A indústria farmacêutica também está interessada em compreender melhor o sistema endocanabinoide para que possa melhor utilizar componentes específicos para fins farmacêuticos. O sistema é considerado um possível ponto de partida para tratamentos de dependência, obesidade, depressão e até mesmo Alzheimer e Parkinson.