Изследователите разработват лекарство за нулиране на телесния часовник

Учените са разработили лекарство, което успешно рестартира и рестартира естествения 24-часов телесен часовник на лабораторни мишки.

Способността да се направи това при бозайник отваря потенциала за фармакологично справяне с различни човешки затруднения, включително някои психиатрични разстройства, изоставането в реактивните двигатели и въздействието на работата на смени върху здравето.

Изследователите бяха водени от професор Андрю Лоудън от Университета в Манчестър и д-р Мик Хейстингс от MRC лабораторията по молекулярна биология в Кеймбридж.

Екипът е работил и с мултидисциплинарен екип от учени от Pfizer, ръководен от д-р Травис Уейгър.

Професор Лоудън каза: „Може да е наистина опустошително за мозъка и телата ни, когато нещо се случи да наруши естествения ритъм на телесните ни часовници. Това може да е в резултат на заболяване или в резултат на изоставане в самолета или честа смяна между дневна и нощна смяна на работното място.

„Открихме, че можем да контролираме една от ключовите молекули, участващи в задаването на скоростта, с която часовникът отбива, и по този начин можем да го вкараме в нов ритъм.“

Повечето живи същества и растения имат вътрешна система за синхронизация на тялото, наречена циркаден часовник.Това е сложна система от молекули във всяка клетка, която задвижва ритъма на всичко - от съня при бозайниците до цъфтежа в растенията.

Светлината и дневният и нощният цикъл са много важни за нулиране на часовника и фините корекции се извършват чрез действието на няколко ензима, включително един, наречен казеин киназа 1, който е в центъра на този проект.

Професор Лоудън продължи: „Циркадният часовник е свързан с 24-часовия цикъл ден-нощ и по-голямата част от механизма на часовника„ тиктака “веднъж на ден. Ако си представите всеки „тик“, представен от нарастването и спадането на вълна за период от 24 часа, докато се изкачвате нагоре, се увеличава количеството протеини в клетката, които са част от механизма на часовника, и като слизате, тези вещества се разграждат и отново намаляват. Това, което прави казеин киназата 1, е да улесни разграждането.

„Така че можете да си представите, че колкото по-бързо работи казеин киназа 1, толкова по-стръмна е низходящата част на вълната и толкова по-бързо часовникът отразява - всяка промяна в активността на казеин киназа 1, по-бърза или по-бавна, би коригирала„ тиктакането “от 24 часа на някакъв друг период от време.

„Помислете, че ако тялото ви внезапно започне да работи по 23-часов или 25-часов часовник, много от естествените ви процеси, като сън и събуждане, скоро могат да излязат в крак с деня и нощта.“

Екипът откри лекарство, което забавя казеин киназа 1 и го използва при мишки, при които циркадният ритъм е спрял (т.е. часовникът е спрял изобщо да тиктака). При живи мишки, а също и в проби от клетки и тъкани от мишки, те успяха да възстановят тиктакането на часовника, като използваха лекарството, за да инхибират активността на казеин киназа 1.

Професор Лоудън заключи: „Показахме, че е възможно да се използват лекарства за синхронизиране на телесния часовник на мишка и така може да е възможно да се използват подобни лекарства за лечение на редица здравословни проблеми, свързани с нарушения на циркадните ритми. Това може да включва някои психиатрични заболявания и някои циркадни нарушения на съня. Също така би могло да помогне на хората да се справят с изоставането с реактивни двигатели и въздействието на работата на смени.

Професор Джанет Алън, директор на научните изследвания на BBSRC, заяви: „Най-ефективният начин за разработване на лекарства за лечение на здравословен проблем е да се разбере основната биология, която е в основата на това, което се случва в нашите тела. В този случай, чрез разбирането на основната биология на ензима, контролиращ биологичните часовници, изследователският екип е успял да идентифицира потенциални лекарствени решения за редица проблеми, които засягат здравето и качеството на живот на много хора. "

Д-р Мишел Годерт, ръководител на отдела по невробиология в Лабораторията по молекулярна биология на Съвета за медицински изследвания, каза: „Всички сме запознати с джет-лаг и чувството, че сме дезориентирани във времето. Това, което вероятно е по-малко широко разбрано, е как този ефект може да повлияе на хората с определени психични заболявания.

„Изключително важно е да разберем какво може да се обърка на молекулярно и клетъчно ниво в мозъка, ако искаме да определим какви лечения ще работят за пациентите. Ако допълнителни проучвания при хора потвърдят това, което това проучване е показало при мишки, това в крайна сметка може да доведе до изцяло нов подход за лечение на психични заболявания като биполярно разстройство. "

Д-р Wager, асоцииран научен сътрудник, Pfizer каза: „Удивително е какво може да се постигне, когато първокласни академични групи и звена за фармацевтични открития се обединят. Възползвайки се един от друг от талантите си, сега имаме по-дълбоко разбиране за ролята на казеиновата киназа в биологичните системи. Наличието на способност да увлича или ретренира аритмична система отваря вратата за нова възможност за лечение на нарушения на циркадния ритъм.

„Насочването на инхибирането на казеин киназата с малки молекули може да доведе до откриването на нови лекарства за лечение на биполярна депресия и други нарушения на циркадния ритъм. Тежестта на тези нарушения е огромна и са необходими нови възможности за лечение. "

Изследването е публикувано в списанието PNAS.

Източник: Съвет за изследване на биотехнологиите и биологичните науки