Mokslininkai kuria vaistus, kad atkurtų kūno laikrodį

Mokslininkai sukūrė vaistą, kuris sėkmingai atstato ir iš naujo paleidžia natūralų 24 valandų laboratorijos pelių kūno laikrodį.

Gebėjimas tai padaryti žinduoliui atveria galimybę farmakologiškai išspręsti įvairius žmogaus sunkumus, įskaitant kai kuriuos psichikos sutrikimus, reaktyvinį atsilikimą ir pamaininio darbo poveikį sveikatai.

Tyrėjams vadovavo profesorius Andrewas Loudonas iš Mančesterio universiteto ir dr. Mickas Hastingsas iš Kembridžo MRC molekulinės biologijos laboratorijos.

Komanda taip pat dirbo su daugiadisciplinine Pfizerio mokslininkų grupe, kuriai vadovavo dr. Travis Wager.

Profesorius Loudonas sakė: „Tai gali būti tikrai pražūtinga mūsų smegenims ir kūnams, kai kažkas nutinka, kad sutrikdomas natūralus mūsų laikrodžių ritmas. Tai gali būti dėl ligos arba dėl reaktyvinio atsilikimo arba dažnų keitimų tarp dienos ir nakties pamainų darbe.

"Mes atradome, kad galime valdyti vieną iš pagrindinių molekulių, dalyvaujančių nustatant laikrodžio spartos greitį, ir tai darydami galime iš tikrųjų paleisti jį į naują ritmą".

Dauguma gyvų būtybių ir augalų turi vidinę kūno laiko sistemą, vadinamą paros laikrodžiu.Tai yra sudėtinga molekulių sistema kiekvienoje ląstelėje, kuri skatina visa ko ritmą - nuo miego žinduoliuose iki augalų žydėjimo.

Šviesa ir dienos bei nakties ciklas yra labai svarbūs nustatant laikrodį iš naujo, o smulkūs koregavimai atliekami veikiant keliems fermentams, įskaitant vieną vadinamąją kazeino kinazę 1, kuri buvo šio projekto centras.

Profesorius Loudonas tęsė: „Paros laikrodis yra susijęs su 24 valandų dienos-nakties ciklu, o didžioji laikrodžio mechanizmo dalis„ pažymi “kartą per dieną. Jei įsivaizduojate kiekvieną „erkę“, kaip vaizduojamos bangos pakilimas ir kritimas per 24 valandas, kylant į viršų, ląstelėje padidėja baltymų, kurie yra laikrodžio mechanizmo dalis, kiekis ir nusileidi, šios medžiagos vėl suyra ir vėl sumažėja. Kaseino kinazė 1 yra palengvinti skaidymo dalį.

„Taigi galite įsivaizduoti, kad kuo greičiau veikia kazeino kinazė 1, tuo žemesnė bangos dalis statesnė ir tuo greičiau laikrodis tiksi - bet koks kazeino kinazės 1 aktyvumo pokytis, greitesnis ar lėtesnis, koreguotų„ pažymėjimą “nuo 24 valandų iki kitas laikotarpis.

"Apsvarstykite, kad jei jūsų kūnas staiga pradės veikti 23 ar 25 valandų laikrodžiu, daugelis jūsų natūralių procesų, tokių kaip miegas ir pabudimas, netrukus dieną ir naktį gali nebepasiekti."

Komanda rado vaistą, kuris sulėtina kazeino kinazę 1, ir naudojo jį pelėms, kuriose sustojo paros ritmas (t. Y. Laikrodis visiškai nustojo tiksėti). Gyvose pelėse, taip pat pelių ląstelėse ir audinių mėginiuose jie sugebėjo atkurti laikrodžio žymėjimą naudodami vaistą, kad slopintų kazeino kinazės 1 aktyvumą.

Profesorius Loudonas padarė išvadą: „Mes parodėme, kad galima naudoti vaistus, kad sinchronizuotume pelės kūno laikrodį, todėl taip pat gali būti įmanoma naudoti panašius vaistus įvairioms sveikatos problemoms, susijusioms su paros ritmo sutrikimais, gydyti. Tai gali apimti kai kurias psichiatrines ligas ir tam tikrus paros miego sutrikimus. Tai taip pat galėtų padėti žmonėms susidoroti su „jet lag“ ir darbo pamainomis “.

Profesorė Janet Allen, BBSRC tyrimų direktorė, sakė: „Veiksmingiausias būdas sukurti vaistus sveikatos problemai gydyti yra suprasti pagrindinę biologiją, kuri yra pagrindas to, kas vyksta mūsų kūne. Šiuo atveju, suprasdama pagrindinę biologinius laikrodžius kontroliuojančio fermento biologiją, mokslininkų komanda sugebėjo nustatyti galimus narkotikais pagrįstus įvairių problemų sprendimus, turinčius įtakos daugelio žmonių sveikatai ir gyvenimo kokybei “.

Medicinos tyrimų tarybos molekulinės biologijos laboratorijos neurobiologijos skyriaus vadovas daktaras Michelis Goedertas sakė: „Mes visi esame susipažinę su reaktyviniu vėlavimu ir tuo, kad laiku nesiorientuojame. Ko gero, mažiau suprantama, kaip šis poveikis gali paveikti sergančius tam tikromis psichinėmis ligomis.

„Itin svarbu išsiaiškinti, kas gali būti blogai smegenų molekuliniu ir ląsteliniu lygmenimis, jei norime nustatyti, koks gydymas bus naudingas pacientams. Jei tolesni tyrimai su žmonėmis patvirtins tai, ką šis tyrimas parodė pelėms, tai galiausiai gali paskatinti visiškai naują požiūrį į psichinių ligų, tokių kaip bipolinis sutrikimas, gydymą “.

Dr. Wageris, asocijuotas mokslinis bendradarbis Pfizer, sakė: „Nuostabu, ką galima pasiekti, kai susivienija aukščiausio lygio akademinės grupės ir farmacijos atradimų padaliniai. Pasinaudodami vienas kito talentais, dabar mes geriau suprantame kazeino kinazės vaidmenį biologinėse sistemose. Gebėjimas pritraukti ar perkvalifikuoti aritminę sistemą atveria duris į naują paros ritmo sutrikimų gydymo galimybę.

„Nustačius kazeino kinazės slopinimą mažomis molekulėmis, galima atrasti naujų vaistų bipolinei depresijai ir kitiems paros ritmo sutrikimams gydyti. Šių sutrikimų našta yra didžiulė, todėl reikia naujų gydymo galimybių “.

Tyrimas paskelbtas žurnale PNAS.

Šaltinis: Biotechnologijos ir biologijos mokslų tyrimų taryba