Raziskovalci razvijajo zdravilo za ponastavitev telesne ure

Znanstveniki so razvili zdravilo, ki uspešno ponastavi in ​​znova zažene naravno 24-urno telesno uro laboratorijskih miši.

Sposobnost tega pri sesalcih odpira potencial za farmakološko reševanje številnih človeških težav, vključno z nekaterimi psihiatričnimi motnjami, zaostajanjem curkov in vplivom izmenskega dela na zdravje.

Raziskovalce sta vodila profesor Andrew Loudon z univerze v Manchestru in dr. Mick Hastings iz laboratorija za molekularno biologijo MRC v Cambridgeu.

Skupina je sodelovala tudi z multidisciplinarno skupino znanstvenikov iz Pfizerja, ki jo je vodil dr. Travis Wager.

Profesor Loudon je dejal: »Za naše možgane in telesa je lahko resnično uničujoče, če se zgodi, da kaj moti naravni ritem naših telesnih ur. To je lahko posledica bolezni ali posledica zaostajanja curkov ali pogostega spreminjanja dnevnih in nočnih izmen v službi.

"Odkrili smo, da lahko nadzorujemo eno ključnih molekul, ki sodelujejo pri nastavljanju hitrosti, s katero ura odtava, in jo pri tem dejansko sprožimo v nov ritem."

Večina živih bitij in rastlin ima notranji sistem za merjenje časa telesa, imenovan cirkadijska ura.To je kompleksen sistem molekul v vsaki celici, ki poganja ritem vsega, od spanja pri sesalcih do cvetenja v rastlinah.

Za ponastavitev ure so zelo pomembni svetloba ter dnevni in nočni cikel, natančne prilagoditve pa se izvajajo z delovanjem več encimov, vključno z enim, imenovanim kazein kinaza 1, ki je bil središče tega projekta.

Profesor Loudon je nadaljeval: »Cirkadijska ura je povezana s 24-urnim ciklom dan-noč in večji del mehanizma ure" odkljuka "enkrat na dan. Če si predstavljate, da je vsak "klop" predstavljen z vzponom in padcem vala v 24-urnem obdobju, ko grete navzgor, se v celici poveča količina beljakovin, ki so del mehanizma ure, in kot če greš dol, se te snovi razgradijo in ponovno zmanjšajo. Kazein kinaza 1 olajša del razgradnje.

"Torej si lahko predstavljate, da hitreje kot deluje kazein kinaza 1, strmejši je val navzdol in hitreje odtava ura - vsaka sprememba aktivnosti kazein kinaze 1, hitrejša ali počasnejša, bi prilagodila" tikanje "s 24 ur na neko drugo časovno obdobje.

"Razmislite, če bi vaše telo nenadoma začelo delovati na 23-urni ali 25-urni uri, bi lahko mnogi vaši naravni procesi, kot sta spanje in budnost, kmalu postali neskladni z dnevom in nočjo."

Skupina je odkrila zdravilo, ki upočasni kazein kinazo 1, in ga uporabila pri miših, pri katerih je cirkadianski ritem prenehal (tj. Ura je popolnoma prenehala). Pri živih miših in tudi pri vzorcih celic in tkiv miši so lahko znova vzpostavili odbijanje ure z uporabo zdravila za zaviranje aktivnosti kazein kinaze 1.

Profesor Loudon je zaključil: "Dokazali smo, da je možno uporabljati zdravila za sinhronizacijo telesne ure miške, zato je morda tudi mogoče uporabljati podobna zdravila za zdravljenje cele vrste zdravstvenih težav, povezanih z motnjami cirkadianih ritmov. To lahko vključuje nekatere psihiatrične bolezni in nekatere cirkadijske motnje spanja. Prav tako bi lahko ljudem pomagal, da se spoprimejo z zaostajanjem in vplivom izmenskega dela. "

Profesorica Janet Allen, direktorica raziskav BBSRC, je dejala: »Najučinkovitejši način za razvoj zdravil za zdravljenje zdravstvenih težav je razumevanje osnovne biologije, ki podpira dogajanje v naših telesih. V tem primeru je raziskovalna skupina z razumevanjem osnovne biologije encima, ki nadzoruje biološke ure, lahko prepoznala potencialne rešitve, ki temeljijo na zdravilih, za vrsto vprašanj, ki vplivajo na zdravje in kakovost življenja mnogih ljudi. "

Dr. Michel Goedert, vodja oddelka za nevrobiologijo v Laboratoriju za molekularno biologijo Medical Research Council, je dejal: "Vsi poznamo jet-lag in občutek, da smo pravočasno dezorientirani. Verjetno manj razširjeno je, kako lahko ta učinek vpliva na tiste z določenimi duševnimi boleznimi.

»Ključnega pomena je ugotoviti, kaj lahko gre na molekularnem in celičnem nivoju v možganih narobe, če želimo ugotoviti, kakšno zdravljenje bo delovalo za bolnike. Če nadaljnje študije na ljudeh potrdijo, kaj je ta študija pokazala na miših, bi to lahko sčasoma privedlo do povsem novega pristopa k zdravljenju duševnih bolezni, kot je bipolarna motnja. "

Dr. Wager, izredni sodelavec Pfizer, je dejal: "Neverjetno je, kaj lahko dosežemo, če se združijo prvovrstne akademske skupine in enote za farmacevtska odkritja. Z izkoriščanjem talentov drug drugega zdaj globlje razumemo vlogo kazein kinaze v bioloških sistemih. Sposobnost zajemanja ali ponovnega zajema aritmičnega sistema odpira vrata novi možnosti zdravljenja motenj srčnega ritma.

»Usmerjanje zaviranja kazein kinaze z majhnimi molekulami lahko privede do odkritja novih zdravil za zdravljenje bipolarne depresije in drugih motenj cirkadianega ritma. Breme teh motenj je ogromno in potrebne so nove možnosti zdravljenja. "

Študija je objavljena v reviji PNAS.

Vir: Svet za raziskave biotehnologije in bioloških znanosti