Istraživači razvijaju lijek za poništavanje tjelesnog sata

Znanstvenici su razvili lijek koji uspješno resetira i ponovno pokreće prirodni 24-satni tjelesni sat laboratorijskih miševa.

Sposobnost da se to učini kod sisavaca otvara potencijal za farmakološko rješavanje različitih ljudskih poteškoća, uključujući neke psihijatrijske poremećaje, zaostajanje u jet-u i utjecaj smjenskog rada na zdravlje.

Istraživače su vodili profesor Andrew Loudon sa Sveučilišta u Manchesteru i dr. Mick Hastings iz MRC-ovog laboratorija za molekularnu biologiju u Cambridgeu.

Tim je također surađivao s multidisciplinarnim timom znanstvenika iz Pfizera na čelu s dr. Travisom Wagerom.

Profesor Loudon rekao je: „Za naš mozak i tijelo može biti stvarno pogubno kad se nešto dogodi da poremeti prirodni ritam naših tjelesnih satova. To može biti posljedica bolesti ili posljedica zaostajanja mlaza ili čestih promjena između dnevnih i noćnih smjena na poslu.

"Otkrili smo da možemo kontrolirati jednu od ključnih molekula uključenih u postavljanje brzine kojom sat otkucava, a time ga zapravo možemo pokrenuti u novi ritam."

Većina živih bića i biljaka ima unutarnji sustav za mjerenje vremena tijela, koji se naziva cirkadijalni sat.Ovo je složeni sustav molekula u svakoj stanici koji pokreće ritam svega, od spavanja sisavaca do cvjetanja u biljkama.

Svjetlost i dnevni i noćni ciklus vrlo su važni za resetiranje sata, a fine prilagodbe vrše se djelovanjem nekoliko enzima, uključujući jedan nazvan kazein kinaza 1, koji je bio središte ovog projekta.

Profesor Loudon nastavio je: „Cirkadijski sat povezan je s 24-satnim ciklusom dan-noć i glavni dio mehanizma sata‘ otkucava ’jednom dnevno. Ako zamislite da svaki "krpelj" predstavlja porast i pad vala tijekom razdoblja od 24 sata, dok se penjete, dolazi do povećanja količine proteina u stanici koji su dio mehanizma sata, i kao ako se spustite, te se tvari razgrađuju i ponovno smanjuju. Ono što kazein kinaza 1 čini je da olakša dio razgradnje.

"Dakle, možete zamisliti da što brže djeluje kazein kinaza 1, što je strmiji donji dio vala i brže otkucava sat - svaka promjena aktivnosti kazein kinaze 1, brža ili sporija, prilagodila bi" otkucavanje "sa 24 sata na neko drugo vremensko razdoblje.

"Uzmite u obzir da bi, ako vaše tijelo iznenada počne raditi na satu od 23 sata ili 25 sati, mnogi vaši prirodni procesi, poput spavanja i buđenja, mogli uskoro postati neskladni s danom i noću."

Tim je pronašao lijek koji usporava kazein kinazu 1 i koristio ga je kod miševa kod kojih je cirkadijski ritam prestao (tj. Sat je potpuno prestao otkucavati). U živih miševa, a također i u stanicama i uzorcima tkiva miševa, uspjeli su ponovno uspostaviti otkucaje sata koristeći lijek za inhibiranje aktivnosti kazein kinaze 1.

Profesor Loudon zaključio je: "Pokazali smo da je moguće koristiti lijekove za sinkronizaciju tjelesnog sata miša, pa je također moguće koristiti slične lijekove za liječenje čitavog niza zdravstvenih problema povezanih s poremećajima cirkadijskih ritmova. To bi moglo uključivati ​​neke psihijatrijske bolesti i određene cirkadijske poremećaje spavanja. Također bi mogao pomoći ljudima da se nose s mlaznim zaostajanjem i utjecajem smjenskog rada. "

Profesorica Janet Allen, direktorica istraživanja BBSRC-a, rekla je: „Najučinkovitiji način za razvoj lijekova za liječenje zdravstvenog problema jest razumijevanje osnovne biologije koja podupire ono što se događa u našim tijelima. U ovom slučaju, razumijevanjem osnovne biologije enzima koji kontrolira biološke satove, istraživački tim uspio je identificirati potencijalna rješenja zasnovana na lijekovima za niz pitanja koja utječu na zdravlje i kvalitetu života mnogih ljudi. "

Dr. Michel Goedert, voditelj odjela za neurobiologiju u Laboratoriju za molekularnu biologiju Vijeća za medicinska istraživanja rekao je: „Svima nam je poznat jet-lag i taj osjećaj dezorijentacije na vrijeme. Ono što se vjerojatno manje razumije, jest kako taj učinak može utjecati na one s određenim mentalnim bolestima.

“Ključno je otkriti što može poći po zlu na molekularnoj i staničnoj razini u mozgu ako želimo utvrditi koji će tretmani pacijentima uspjeti. Ako daljnja ispitivanja na ljudima potvrde ono što je ova studija pokazala na miševima, to bi na kraju moglo dovesti do potpuno novog pristupa u liječenju mentalnih bolesti poput bipolarnog poremećaja. "

Dr. Wager, suradnik istraživač Pfizer, rekao je: "Nevjerojatno je što se može postići kada se udruže prvorazredne akademske skupine i jedinice za farmaceutska otkrića. Koristeći međusobne talente, sada dublje razumijevamo ulogu kazein kinaze u biološkim sustavima. Sposobnost privlačenja ili ponovnog uvođenja aritmijskog sustava otvara vrata novoj mogućnosti liječenja poremećaja cirkadijalnog ritma.

„Ciljanje inhibicije kazein kinaze malim molekulama može dovesti do otkrića novih lijekova za liječenje bipolarne depresije i drugih poremećaja cirkadijskog ritma. Teret ovih poremećaja je ogroman i potrebne su nove mogućnosti liječenja. "

Studija je objavljena u časopisu PNAS.

Izvor: Vijeće za istraživanje biotehnologije i bioloških znanosti