Med hjälp av en ny molekylär analysteknik, forskare vid The Scripps Research Institute (TSRI) har identifierat den kemiska grunden för Captagon, även känd som fenetyllin, en olaglig stimulant av amfetamin-typ som har kopplats till missbruk och "farmakoterrorism" i Mellanöstern.

Studien, publicerad i tidningen Natur , identifierade också en potentiell vaccinkandidat som motverkade Captagons effekter i musstudier.

"Vår studie belyser inte bara varför, men hur Captagon, en förmodad prodrug till amfetamin missbrukas så kraftigt. Den innehåller en komponent teofyllin, vilket förbättrar amfetamins psykoaktiva egenskaper kraftigt, denna upptäckt ger också en väg för att bekämpa Captagons övergrepp, "sade forskaren Kim Janda, Ely R. Callaway Jr. professor i kemi och medlem av Skaggs Institute for Chemical Biology vid TSRI. Fyndet bygger på Jandas tidigare forskning om utveckling av vacciner mot missbruk. I juni, hans anti-heroinvaccin passerade ett avgörande skede av prekliniska tester.

Janda sa att han bestämde sig för att utforska Captagon på grund av dess växande användning i Mellanöstern. Under de senaste åren har Captagon har tagit rubriker runt om i världen på grund av dess rapporterade användning som en prestationshöjande stimulans av ISIS-krigare. Läkemedlet sägs vara en källa till "farmakologisk moral" som gör krigare mer alerta, fokuserad och motståndskraftig mot trötthet. Det har också blivit ökänt för att orsaka missbruksproblem bland unga människor i Mellanöstern. Dessutom, produktion och global handel med förfalskade Captagon -tabletter från Syrien har varit inblandade som en inkomstkälla för militanta grupper.

Användningen av amfetamin för att ge soldaterna energi är inte ny, forskarna undrade varför Captagon, särskilt, blev allt populärare. "Tyskarna använde amfetamin under andra världskriget för att hjälpa sina soldater att stanna uppe under långa perioder. Amfetamin har också använts i andra konflikter, "sa Janda." Så vi undrade varför Captagon användes i Mellanöstern istället för typiska amfetamin som är lättare att syntetisera. "

Forskarna gav sig ut för att utforska de kemiska interaktionerna som producerar Captagons effekter. "Detta är ett läkemedel som har funnits länge, "sa studiens första författare Cody Wenthur, en postdoktor i Jandas laboratorium, noterade vid ett tillfälle att det användes terapeutiskt men blev olagligt i USA och de flesta länder på 1980 -talet. Dock, dess verkningsmekanismer har länge varit dåligt förstådda och debatterade i det vetenskapliga samfundet.

"Det rådde förvirring om vilken kemikalie som faktiskt var ansvarig för dess aktivitet, "sade Wenthur. Captagon består av en kombination av en amfetamin och teofyllin, den senare användes ibland som astmamedicin. "Frågan var, 'agerar Captagon på egen hand, eller snarare genom att bryta ner i de två andra drogerna, och i så fall är amfetamin som orsakar dess verkan, är teofyllinen som orsakar dess verkan, eller båda?'"

För att ta upp denna fråga, Janda och Wenthur utvecklade ett nytt tillvägagångssätt, kallad 'dissektion genom vaccination' eller DISSECTIV, vilket gjorde det möjligt för dem att selektivt utforska Captagons kemiska egenskaper samt att bestämma ett sätt att stoppa dess början. Studien bygger på Jandas tidigare arbete med att utveckla ett anti-heroinvaccin, som blockerar "hög" av heroin genom att neutralisera heroinets viktigaste psykoaktiva metaboliter innan de når hjärnan. Vaccinet visade sig vara effektivt hos icke-mänskliga primater i en studie som publicerades i juni och är det första opioidvaccinet mot att klara detta stadium av prekliniska tester.

"Strategin vi kom med (DISSECTIV) använder vaccination som ett biokemiskt verktyg, "sa Wenthur." I grunden vi tar isär denna komplexa förening i dess bitar och vaccinerar sedan individuellt mot varje bit för att ta reda på vilka som aktiverar läkemedlets nyckelaktiviteter. "Vaccinationerna får immunsystemet att producera antikroppar som blockerar verkan av varje komponent en i taget, så att forskarna kan förstå sina funktioner genom en elimineringsprocess.

Forskarnas nyckelfynd var att när Captagon bryts ner till amfetamin och teofyllin separat när de metaboliseras, de två läkemedlen agerar synergistiskt och träffar individuellt sina mål samtidigt. "Det ökar den övergripande stimulerande aktiviteten, "sa Wenthur." Du får en snabbare start än andra amfetaminläkemedel och en starkare effekt än bara amfetamin ensam. "

Baserat på denna information, forskarna utvecklade också en Captagon -vaccinkandidat och testade den på möss, där det neutraliserade de flesta av läkemedlets beteendemässiga effekter. Ytterligare tester är planerade.

Wenthur noterade att DISSECTIV -metoden också lovar att bättre förstå andra läkemedel som verkar på hjärnan, inklusive naturprodukter och läkemedel som antidepressiva medel, anfallsläkemedel och antipsykotika. "När den behandlas av kroppen, många av dessa föreningar har i slutändan flera mål, "förklarade han." De fungerar inte bara genom att rikta in sig på en specifik regulator för en enda signalsubstans som dopamin eller serotonin, men ofta kommer de att arbeta med en konstellation av mål. Detta är ett känt problem inom neurofarmakologi. Det har varit mycket utmanande att ta reda på vilken kombination av mål som är viktiga för att ge önskade effekter och vilka som är ohjälpliga och kan orsaka biverkningar. "

Han sa att deras metod ger forskare ett nytt sätt att förstå sådana läkemedelsföreningar, särskilt när enskilda komponenter eller metaboliter interagerar för att producera de fullständiga effekterna av psykoaktiva arter.

Förutom Janda och Wenthur, den andra författaren till studien, "Vaccindriven farmakodynamisk dissektion och lindring av Captagon psykoaktivitet, "var Bin Zhou från TSRI.