4,4'-Dimethylaminorex (4,4'-DMAR) è un nuovo stimolante sintetico di cui finora sono state rese disponibili solo poche informazioni circa i suoi effetti farmaco-tossicologici. Lo scopo di questo studio è difatti quello di studiare gli effetti della somministrazione sistemica nei topi sia dei singoli stereoisomeri (±)cis (0,1-60 mg/kg) e (±)trans (30 e 60 mg/kg), che della loro co-somministrazione (ad esempio (±)cis a 1, 10 o 60 mg/kg + (±)trans a 30 mg/kg)). Inoltre, abbiamo studiato l'effetto del 4,4’-DMAR sull'espressione di diversi marcatori nella corteccia cerebrale: stress ossidativo/nitrosativo (8-Ohdg, Inos, NT e NOX2), apoptosi (Smac/DIABLO e NF-κB) e proteine dello shock termico (HSP27, HSP70, HSP90). Il nostro studio ha dimostrato che lo stereoisomero (±)cis provoca in vivo agitazione psicomotoria, sudorazione, salivazione, ipertermia, aggressione stimolata, convulsioni e morte in modo dose-dipendente. Al contrario, lo stereoisomero (±)trans, risulta essere inefficace; la co-somministrazione dei due stereoisomeri ha portato ad un peggioramento degli effetti tossici mostrati a seguito della somministrazione del singolo (±)cis. Le risposte ottenute in vivo, sono state confermate dall'analisi immunoistochimica post mortem della corteccia degli animali. Infine, abbiamo studiato gli effetti potenzialmente tossici della co-somministrazione stereoisomerica, studiandone l'escrezione urinaria. Questa, ha dimostrato che la presenza dello stereoisomero (±)trans riduce il metabolismo, con conseguente aumento della sua quantità nell'urina; ciò potrebbe riflettersi anche nell’ aumento di concentrazione della forma (±)cis nei livelli plasmatici e quindi in un peggioramento della sua tossicità.

I prodotti a base di cannabis sono stati usati per secoli dall’uomo per scopi ricreativi e medici. Recentemente, la ricerca ha identificato il promettente potenziale terapeutico della cannabis e dei cannabinoidi verso una vasta gamma di condizioni mediche, tra cui malattie psichiatriche e neurologiche. Questo lavoro presenta tutti gli ultimi aggiornamenti farmacologici e tossicologici della cannabis medicinale e dei cannabinoidi sintetici, oltre che i nuovi metodi analitici per identificare e quantificare questi composti nelle matrici biologiche convenzionali. Inoltre, fornisce i dati attuali per quanto riguarda i loro effetti avversi, la sicurezza, quando è consentito l'uso a scopi medici e i loro effetti nocivi.

Le miscele di erbe Spice/K2, contenenti cannabinoidi sintetici come JWH-018, sono state commercializzate come sostituti di marijuana dal 2004. JWH-018 ha proprietà di rinforzo sul recettore CB1 e aumenta profondamente la trasmissione dopaminergica in maniera selettiva nella corteccia del Nucleus Accumbens (NAc). Nel lavoro, è stata testata l'ipotesi che la somministrazione ripetuta di JWH-018 possa modulare gli effetti comportamentali, influenzare la trasmissione dopaminergica e la sua risposta agli stimoli motivazionali, ed un eventuale associazione ad un fenotipo neuroinfiammatorio. APPROCCIO SPERIMENTALE: I ratti sono stati iniettati con JWH-018 una volta al giorno per 14 giorni consecutivi. In seguito, è stata eseguita la valutazione comportamentale, elettrofisiologica e neurochimica a diversi time point dopo la sospensione del farmaco. RISULTATI: l’esposizione ripetuta di JWH-018, induce ansia e comportamenti aggressivi, temporanei deficit dell’attenzione e sintomi di astinenza. Inoltre, porta ad una diminuzione dell'attività spontanea e del numero di neuroni dopaminergici nel VTA e ad una ridotta stimolazione della trasmissione dopaminergica nella corteccia del NAc potenziando quella nel core del NAc. È stata anche osservata una minore sensibilità della dopamina nella corteccia e nel core del NAc, ma non nell'mPFC, ad una prima esposizione con cioccolato; al contrario, dopo una seconda esposizione, la dopamina dialisata è aumentata completamente nella corteccia e nel core del Nac ma non nell'mPFC. Infine, alcune aree cerebrali della dopamina hanno mostrato astrogliosi (mPFC, Nac shell e core, VTA), microgliosi (Nac shell e core) e downregulation dei recettori CB1 (mPFC, Nac shell e core). Conclusione e implicazioni: L'esposizione ripetuta al JWH-018 può fornire un modello utile per chiarire gli effetti dannosi dell'uso ricorrente di farmaci Spice/K2.

L'MT-45 è un oppioide sintetico, sintetizzato per la prima volta negli anni '70 come composto analgesico. Ad oggi, a causa dei molteplici decessi avvenuti in Europa, l’MT-45 è classificata come una Nuova Sostanza Psicoattiva(NSP), in particolare viene identificata nella categoria dei Nuovi Oppioidi Sintetici (NOS). I dati sugli effetti farmaco tossicologici dell’MT-45 sono poco noti; pertanto si è scelto di analizzare in vitro la farmacodinamica di questa molecola attraverso DMR (dynamic mass redistribution) confrontandola con quella della morfina. Attraverso i risultati ottenuti è stato dimostrato che l’MT-45 si comporta come un potente agonista selettivo per i recettori μ la cui efficacia risulta leggermente superiore rispetto alla morfina. Successivamente sono stati eseguiti studi in vivo su topi maschi CD-1; il cui scopo era quello di valutare le risposte motorie e sensorimotorie (visive, acustiche e tattili), l’analgesia meccanica e termica, la forza muscolare e la temperatura corporea Inoltre, per approfondire le possibili alterazioni a livello cardiocircolatorio (frequenza cardiaca, frequenza respiratoria, saturazione Spo2 e distensione delle pulsazioni) sono state somministrate dosi più elevate di MT-45 (6-30 mg/kg ). Come negli studi in vitro, i risultati ottenuti sono stati confrontati con la morfina; quello che è emerso è che alla dose più bassa testata (0,01 mg/kg) l’MT-45, abbia indotto negli animali una progressiva elevazione della coda. Per quanto riguarda il range di dosi (1-6 mg/kg) i risultati mostrano un aumento della nocicezione meccanica e termica, una diminuzione delle risposte sensoriali visive e delle risposte tattili, mentre al dosaggio di 15 mg/kg ciò che emerge è una diminuzione delle prestazioni motorie e rigidità muscolare. Per quanto riguarda le dosi di 15 e 30 mg/kg di l'MT-45 hanno compromesso le funzioni cardiorespiratorie. La somministrazione di Naloxone (antagonista del recettore oppioide), ha revertito gli effetti dell’MT-45. Quindi attraverso questi studi sono emersi i rischi associati all'assunzione di oppioidi mettendo in evidenza l'importanza di intraprendere studi più clinici delle molecole attuali per comprendere meglio possibili interventi terapeutici in caso di tossicità.

La metiopropamina (MPA) è un analogo strutturale della metanfetamina, a base di anelli di tiofene, con effetti stimolanti simili. Abbiamo considerato il profilo di escrezione urinaria della MPA con l'obiettivo di selezionare il marker di assunzione più appropriato che può essere utile nell'analisi forense. A tale scopo, sono stati preliminarmente condotti studi in vitro su microsomi di fegato umano per tracciare le vie metaboliche di fase I dell'MPA, preselezionati i migliori candidati come potenziali analiti bersaglio e progettata la strategia sperimentale ottimale. Sono stati poi condotti studi in vivo su topi, dopo la somministrazione intraperitoneale di una dose di 10 mg/kg. Campioni di urina sono stati raccolti ogni 3 ore nelle prime 9 ore e, successivamente, da 24 a 36 ore, e conservati a -80 C fino a ulteriore analisi. I nostri risultati mostrano che nell'intervallo di tempo 0-9 h dopo la somministrazione, l’MPA è stata ampiamente ossidata, principalmente, a nor-MPA, oxo-MPA e due metaboliti idrossilati (ovvero idrossi-aril-metiopropamina e idrossi-alchil-metiopropamina). Tutti i metaboliti di fase I hanno subito il metabolismo di fase II, con la formazione di nor-idrossi-metiopropamina solo nella fase II, confermata dai risultati ottenuti dopo l'idrolisi enzimatica con β-glucuronidasi e arilsulfatasi. Nell'intervallo di tempo 24-36 h dopo la somministrazione, sono stati rilevati solo MPA e nor-MPA invariati, suggerendo che questi due marcatori sono quelli dotati del più alto valore diagnostico. Il metodo è stato convalidato per questi due marcatori principali, dimostrandosi adatto per le analisi antidoping, tossicologiche e forensi.

Le sostanze psicoattive con strutture chimiche o profili farmacologici simili alle tradizionali droghe d’abuso continuano ad emergere sul mercato delle droghe ricreative. È possibile, almeno temporaneamente, vendere queste cosiddette “droghe di design” senza rispettare gli statuti legali o affrontare conseguenze. Nel complesso, il meccanismo di azione e gli effetti negativi di queste sostanze sono simili a quelli delle droghe d’abuso tradizionali. Gli stimolanti, come le anfetamine e i catinoni, interagiscono principalmente con i trasportatori delle monoammine e per lo più inducono effetti avversi simpaticomimetici. Gli agonisti dei recettori l-oppioidi e dei recettori GABAA o GABAB inducono gli effetti farmacologici tipici dei sedativi, che possono provocare depressione cardiorespiratoria. Le droghe di design dissociative agiscono principalmente come antagonisti del recettore del N-metil-D-aspartato e pongono rischi per la salute simili a quelli della ketamina (anestetico dissociativo approvato per uso medico). Il recettore cannabinoide di tipo 1 (CB1) rappresenta il target biologico dei cannabinoidi sintetici, che sono associati ad effetti avversi più gravi rispetto alla cannabis. I recettori serotonergici di tipo 2A (5-HT2A), invece, mediano le alterazioni della percezione e della cognizione indotte da psichedelici serotonergici. Le “droghe di design” possono rimanere inosservate agli esami di screening di routine, ostacolando così le valutazioni dei loro effetti negativi. Rapporti di intossicazione suggeriscono che diverse di queste sostanze vengano assunte contemporaneamente, aumentando così il rischio dell’insorgenza di effetti collaterali.

L’N-metil-2-pirrolidone (NMP) e l’acido γ-amminobutirrico (GABA) sono solventi sintetici individuati sul mercato degli stupefanti. Il GHB ha proprietà sedativo-ipnotiche e viene utilizzato a scopo criminoso per compromettere la capacità di reazione delle vittime di aggressioni sessuali o di altri crimini. L’NMP è un solvente utilizzato, da solo o in associazione al GHB, in casi di abuso e di furto. Lo scopo di questo studio sperimentale è comparare gli effetti farmaco-tossicologici indotti da NMP e GHB, quali: alterazioni neurologiche (mioclonie, convulsioni) e alterazioni delle risposte sensorimotorie (visive, acustiche e tattili), del riflesso di raddrizzamento, della termoregolazione e dell’attività motoria (attraverso bar, drag, e accelerod test) in topi maschi CD-1. Uno dei più pericolosi effetti collaterali conseguenti l’assunzione di GHB è la depressione respiratoria. È stato, dunque, investigato l’effetto di queste sostanze sui parametri cardiorespiratori. L’NMP è risultato meno potente ed efficace, rispetto al GHB, nell’inibire le risposte motorie e sensorimotorie dell’animale e nell’indurre depressione cardiorespiratoria. Questi risultati suggeriscono che l’NMP difficilmente può essere utilizzato da solo come sostanza per commettere aggressioni sessuali e furti.

Il sesso e il genere influenzano profondamente gli effetti e le risposte farmaco-tossicologiche delle droghe. Rispetto alle donne, gli uomini sono più propensi all’utilizzo di quasi tutti i tipi di droghe illecite e sono stati maggiormente coinvolti in casi di intossicazione grave o di morte. Tuttavia, anche le donne possono sviluppare disturbi a seguito dell’utilizzo di sostanze, in particolare, rispetto agli uomini, sono più suscettibili a ricadute. Studi clinici e preclinici hanno mostrato importanti differenze tra maschi e femmine dopo la somministrazione di droghe di abuso "classiche" (ad esempio 9-tetraidrocannabinolo (THC), morfina, cocaina). Questo scenario è diventato estremamente complicato nell'ultimo decennio con la comparsa delle Nuove Sostanze Psicoattive (NPS), le quali sono emerse come alternative delle droghe regolamentate. Ad oggi sono state identificate più di 900 NPS, che possono essere catalogate in diverse categorie farmacologiche tra cui cannabinoidi sintetici, stimolanti sintetici (catinoni e anfetamine-simili), fenetilammine allucinogene, oppioidi sintetici (fentanili e non-fentanili), nuove benzodiazepine e anestetici dissociativi (ad esempio, metossietamina e derivati della fenciclina). Questo lavoro raccoglie le poche conoscenze raggiunte finora sugli effetti delle NPS in soggetti umani e animali di sesso maschile e femminile, evidenziando quanto le differenze di sesso e di genere negli effetti delle NPS non siano ancora state studiate e comprese.

Data la dilagante diffusione delle Nuove Sostanze Psicoattive (NSP), uno strumento fondamentale per far fronte all’urgente esigenza, sono le analisi effettuate dai laboratori forensi, il cui scopo è quello di identificare i nuovi composti e i loro metaboliti data la mancanza di informazioni farmaco-tossicologiche e di standard di riferimento per l’analisi delle stesse. È stato infatti condotto uno studio sul metabolismo dell'N-metil-2-aminoindano (NM2AI) in silico e in vivo, al fine di identificare i principali metaboliti necessari agli screening nei diversi campioni biologici. Lo studio in silico, si basa sulla predizione del metabolismo di NM2AI utilizzando il software Metasitetm, e successivamente di verificare la presenza di tali metaboliti nel sangue, nelle urine e nel pelo di topo (CD-1), dopo la somministrazione di NM2AI. I campioni sono stati analizzati mediante LC-HRMS (cromatografia liquida-spettrometria di massa ad alta risoluzione) con un rilevatore di Orbitrap Exactive. L’analisi ha permesso di verificare quanto predetto dal software e di confrontare i risultati sperimentali con i campioni biologici. L'analisi LC-HRMS ha identificato sette metaboliti principali nelle urine; pertanto dalle loro masse ae dai modelli di frammentazione sono stati identificati il 2-amminoacido (2AI), due idrossi-2AI e quattro idrossi-NM2AI; uno dell'idrossi-NM2AI e uno dell'idrossi-2AI sono stati sottoposti anche alla fase di coniugazione. NM2AI e 2AI sono stati rilevati anche da LC-HRMS nel pelo e nel sangue. Sulla base di questi risultati, è stato sviluppato un metodo LC-HRMS per lo screening dell’NM2AI e dei suoi metaboliti nei campioni di urina, sangue e pelo degli animali. Questo può essere di primaria efficacia per scoprire l'abuso di NM2AI e relative possibili intossicazioni.

Gli energy drink – bevande energetiche contenenti un alto tasso di caffeina, oltre ad eventuali altre sostanze quali taurina, glucuronolattone, ginseng, guaranà, teofillina, erbe, vitamine e minerali vari – hanno guadagnato crescente popolarità negli ultimi anni.