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Analytical and in vitro cytotoxicity studies of synthetic cannabinoids found in seized ‘herbal incenses’

datacite.subject.fosEngenharia e Tecnologia::Engenharia dos Materiaispt_PT
datacite.subject.fosCiências Naturais::Ciências Biológicaspt_PT
dc.contributor.advisorCâmara, José Sousa
dc.contributor.advisorTeixeira, Helena Maria de Sousa Ferreira e
dc.contributor.authorAlves, Vera Lúcia Gouveia
dc.date.accessioned2023-05-15T09:30:53Z
dc.date.embargo2026-04-20
dc.date.issued2023-04-20
dc.description.abstractInitially developed as therapeutic agents, synthetic cannabinoids rapidly appeared on drug market as recreational drugs with over 200 substances notified in Europe. Marketed as ‘synthetic marijuana’, they are usually sold in herbal mixtures, as smoking products. Cheaper, accessible, and with stronger effects compared to cannabis, have led to a dramatic increase in its consumption. New compounds emerge constantly, and the side effects and toxicity of these products have not yet been properly studied, being a challenge for laboratories. In our study, nineteen seized herbal products provided by the criminal police were analysed by gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS) and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. Ten synthetic cannabinoids (JWH-018, JWH-073, JWH-122, JWH-210, MAM-2201, APINACA, XLR-11, UR-144, CP47,497-C8 and 3-epi-CP47,497-C8), and three adulterants (oleamide, vitamin E and vitamin E acetate) were identified. Subsequently, the determination of eight cannabinoids (MAM-2201, JWH-073, JWH-018, JWH-122, JWH-210, UR-144, XLR-11 and APINACA) in oral fluid samples using microextraction by packed sorbent (MEPS) and μSPEed techniques combined with ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) analysis was developed. Both methodologies were validated, presenting good recovery values (above 70%) and low detection limits (9.5 – 13.2 and 4.4 – 10.3 ng/mL, respectively) and applied to two real samples. Finally, the cytotoxicity of eight seized herbal extracts and damiana extract was evaluated in A549 lung cell line. A significant concentration-dependent decrease in cell viability was observed after 48h and 72h exposure. Damiana extract and JWH-018 (single compound of one of the samples) significantly induced more reactive species formation and a significant decline in ATP synthesis was observed in damiana and in sample with XLR-11 and APINACA compounds. In summary, the applied methodologies revealed as promising approaches. Inconsistency in composition was verified among the analysed samples, and in vitro results highlighted the potential harmful effects of these synthetic drugs.pt_PT
dc.description.abstractInicialmente desenvolvidos como agentes terapêuticos, os canabinóides sintéticos apareceram no mercado das drogas como drogas recreativas com mais de 200 substâncias notificadas na Europa. Comercializados como 'marijuana sintética' são geralmente vendidos em misturas de ervas para fumar. Mais baratos, acessíveis e com efeitos mais fortes comparando com a cannabis, levaram ao aumento dramático no seu consumo. Novos compostos emergem constantemente, e os efeitos secundários e a toxicidade destes produtos ainda não foram devidamente estudados, sendo um desafio para os laboratórios. Neste estudo, dezanove produtos apreendidos pela polícia judiciária foram analisados por cromatografia gasosa - espectrometria de massa (GC-MS) e por ressonância magnética nuclear (RMN). Foram identificados dez canabinóides sintéticos (JWH-018, JWH-073, JWH-122, JWH-210, MAM-2201, APINACA, XLR-11, UR-144, CP47,497-C8 e 3-epi-CP47,497-C8), e três adulterantes (oleamida, vitamina E, e acetato de vitamina E). Subsequentemente, oito canabinóides (MAM-2201, JWH-073, JWH-018, JWH-122, JWH-210, UR-144, XLR-11 e APINACA) foram determinados em amostras de fluidos orais usando microextração por sorbente embalado (MEPS) e μSPEed, combinadas a cromatografia líquida de ultra eficiência (UHPLC). Ambas as metodologias foram validadas, apresentando bons valores de recuperação (acima de 70%) e baixos limites deteção (9,5 - 13,2 e 4,4 - 10,3ng/mL, respetivamente) e aplicadas a duas amostras reais. Finalmente, a citotoxicidade de oito amostras apreendidas e extrato de damiana, foi avaliada na linha celular pulmonar A549. Foi observada uma diminuição significativa da viabilidade celular dependente da concentração, após 48h e 72h de exposição. O extrato de damiana e JWH-018 (composto único de uma das amostras) induziram significativamente a formação de espécies mais reativas e um declínio significativo na síntese de ATP pela damiana e pela amostra com os compostos XLR-11 e APINACA. Em resumo, as metodologias aplicadas revelaram-se promissoras. A inconsistência na composição foi verificada entre as amostras analisadas, e os resultados in.vitro evidenciaram os potenciais efeitos nocivos destas drogas sintéticas.pt_PT
dc.identifier.tid101605137pt_PT
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.13/5166
dc.language.isoengpt_PT
dc.relationUID/QUI/00674/2015pt_PT
dc.relationEstudo da influência do metabolismo na toxicidade das novas substâncias psicoativas pertencentes ao grupo dos canabinóides sintéticos
dc.relationMadeira Chemistry Research Centre
dc.relationMadeira Chemistry Research Centre
dc.subjectSynthetic Cannabinoidspt_PT
dc.subjectHerbal incensespt_PT
dc.subjectGC-MSpt_PT
dc.subjectNMRpt_PT
dc.subjectMEPS/ μSPEed – UHPLC-PDApt_PT
dc.subjectCytotoxicitypt_PT
dc.subjectCanabinóides sintéticospt_PT
dc.subjectIncensos herbaispt_PT
dc.subjectGC-MS;μSPEed – UHPLC-PDApt_PT
dc.subjectCitotoxicidadept_PT
dc.subjectChemistrypt_PT
dc.subject.pt_PT
dc.subjectFaculdade de Ciências Exatas e da Engenhariapt_PT
dc.titleAnalytical and in vitro cytotoxicity studies of synthetic cannabinoids found in seized ‘herbal incenses’pt_PT
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oaire.awardTitleEstudo da influência do metabolismo na toxicidade das novas substâncias psicoativas pertencentes ao grupo dos canabinóides sintéticos
oaire.awardTitleMadeira Chemistry Research Centre
oaire.awardTitleMadeira Chemistry Research Centre
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oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/UIDP%2F00674%2F2020/PT
oaire.fundingStream6817 - DCRRNI ID
oaire.fundingStream6817 - DCRRNI ID
person.familyNameAlves
person.givenNameVera
person.identifier.ciencia-idE515-0AFA-CB1D
person.identifier.orcid0000-0002-1485-6032
person.identifier.scopus-author-id55792994000
project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
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project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
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rcaap.embargofctA pedido do autor.pt_PT
rcaap.rightsembargoedAccesspt_PT
rcaap.typedoctoralThesispt_PT
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thesis.degree.nameDoctoral degree in Chemistrypt_PT

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