Vědci vyvíjejí léky na obnovení tělesných hodin

Vědci vyvinuli lék, který úspěšně resetuje a restartuje přirozené 24hodinové hodiny těla laboratorních myší.

Schopnost to udělat u savce otevírá potenciál pro farmakologické řešení různých lidských potíží, včetně některých psychiatrických poruch, jet lag a dopadu směnových prací na zdraví.

Výzkumníky vedli profesor Andrew Loudon z University of Manchester a Dr. Mick Hastings z MRC Laboratory of Molecular Biology v Cambridge.

Tým také pracoval s multidisciplinárním týmem vědců ze společnosti Pfizer pod vedením Dr. Travise Wagera.

Profesor Loudon řekl: „Může to být pro naše mozky a těla opravdu zničující, když se něco stane, že naruší přirozený rytmus našich tělesných hodin. Může to být v důsledku nemoci nebo v důsledku jet lag nebo častého střídání denních a nočních směn v práci.

"Zjistili jsme, že dokážeme ovládat jednu z klíčových molekul, které se podílejí na nastavení rychlosti, jakou hodiny tikají, a můžeme ji vlastně nastartovat do nového rytmu."

Většina živých tvorů a rostlin má vnitřní systém načasování těla, který se nazývá cirkadiánní hodiny.Jedná se o komplexní systém molekul v každé buňce, který řídí rytmus všeho od spánku u savců po kvetení v rostlinách.

Světlo a denní a noční cyklus jsou velmi důležité pro resetování hodin a jemné úpravy se provádějí působením několika enzymů, včetně jednoho zvaného kasein kináza 1, který byl centrem tohoto projektu.

Profesor Loudon pokračoval: „Cirkadiánní hodiny jsou spojeny s 24hodinovým cyklem den-noc a hlavní část mechanismu hodin„ tiká “jednou denně. Pokud si představíte každé „zatržítko“, jak je představováno vzestupem a poklesem vlny za 24 hodin, jak jdete nahoru, zvyšuje se množství bílkovin v buňce, které jsou součástí hodinového mechanismu, a jako sestupujete, tyto látky se odbourávají a opět snižují. Co dělá kasein kináza 1, je usnadnit degradační část.

"Takže si dokážete představit, že čím rychlejší kasein kináza 1 funguje, tím strmější je část vlny dolů a čím rychleji tikají hodiny - jakákoli změna aktivity kasein kinázy 1, rychlejší nebo pomalejší, by upravila 'tikání' z 24 hodin na nějaké jiné časové období.

"Vezměte na vědomí, že pokud vaše tělo najednou začne pracovat ve 23hodinovém nebo 25hodinovém formátu, mnoho vašich přirozených procesů, jako je spánek a bdění, by se brzy mohlo stát dnem i nocí z kroku."

Tým našel lék, který zpomaluje kasein kinázu 1 a používal ho u myší, kde cirkadiánní rytmus ustal (tj. Hodiny přestaly tikat úplně). U živých myší a také ve vzorcích buněk a tkání myší byly schopny obnovit tikání hodin pomocí léčiva k inhibici aktivity kasein kinázy 1.

Profesor Loudon uzavřel: „Ukázali jsme, že je možné použít léky k synchronizaci tělesných hodin myši, a je tedy možné použít podobné léky k léčbě celé řady zdravotních problémů spojených s narušením cirkadiánních rytmů. To může zahrnovat některá psychiatrická onemocnění a určité cirkadiánní poruchy spánku. Mohlo by to také pomoci lidem zvládnout jet lag a dopad práce na směny. “

Profesorka Janet Allen, ředitelka výzkumu BBSRC, uvedla: „Nejúčinnějším způsobem, jak vyvíjet léky na léčbu zdravotních problémů, je porozumět základní biologii, která je základem toho, co se děje v našem těle. V tomto případě byl výzkumný tým schopen porozumět základní biologii enzymu kontrolujícího biologické hodiny a identifikovat potenciální drogová řešení řady problémů, které ovlivňují zdraví a kvalitu života mnoha lidí. “

Dr. Michel Goedert, vedoucí neurobiologické divize Laboratoře molekulární biologie Medical Research Council, řekl: „Všichni známe tryskové zpoždění a ten pocit dezorientace v čase. Pravděpodobně méně široce chápané je to, jak tento účinek může mít dopad na osoby s určitými duševními chorobami.

"Je zásadní zjistit, co se může pokazit na molekulární a buněčné úrovni v mozku, pokud máme určit, jaké léčby budou pro pacienty fungovat." Pokud další studie na lidech potvrdí, co tato studie prokázala na myších, mohlo by to nakonec vést ke zcela novému přístupu k léčbě duševních chorob, jako je bipolární porucha. “

Dr. Wager, spolupracovník výzkumného pracovníka společnosti Pfizer, uvedl: „Je úžasné, čeho lze dosáhnout, když se spojí prvotřídní akademické skupiny a jednotky pro objevování léčiv. Díky vzájemnému využití talentů máme nyní hlubší pochopení role, kterou hraje kasein kináza v biologických systémech. Schopnost strhnout nebo znovu nastartovat arytmický systém otevírá dveře nové možnosti léčby poruch cirkadiánního rytmu.

"Cílení na inhibici kaseinkinázy malými molekulami může vést k objevu nových léků pro léčbu bipolární deprese a dalších poruch cirkadiánního rytmu." Břemeno těchto poruch je obrovské a je zapotřebí nových možností léčby. “

Studie je publikována v časopise PNAS.

Zdroj: Rada pro výzkum v oblasti biotechnologií a biologických věd