Дослідники розробляють ліки для скидання годинника на тілі

Вчені розробили препарат, який успішно скидає і перезапускає природні цілодобові годинники тіла лабораторних мишей.

Здатність робити це у ссавців відкриває потенціал для фармакологічного вирішення різноманітних людських труднощів, включаючи деякі психічні розлади, відставання струменя та вплив змінного режиму на здоров’я.

Дослідниками керували професор Ендрю Лоудон з Університету Манчестера та доктор Мік Гастінгс з лабораторії молекулярної біології MRC в Кембриджі.

Команда також працювала з мультидисциплінарною групою вчених з Pfizer на чолі з доктором Тревісом Вейгером.

Професор Лоудон сказав: «Це може бути справді руйнівним для нашого мозку та тіла, коли щось трапляється, що порушує природний ритм годинника нашого тіла. Це може бути наслідком хвороби або наслідком відставання реактивних літаків або частої зміни між денною та нічною змінами на роботі.

"Ми виявили, що ми можемо контролювати одну з ключових молекул, яка бере участь у встановленні швидкості, з якою годинник тикає, і, роблячи це, ми можемо фактично ввести його в новий ритм".

Більшість живих істот і рослин мають внутрішню систему хронометражу тіла, яка називається циркадним годинником.Це складна система молекул у кожній клітині, яка керує ритмом усього - від сну у ссавців до цвітіння у рослин.

Світло та денний та нічний цикли дуже важливі для скидання годинника, і точне регулювання здійснюється завдяки дії кількох ферментів, включаючи один, який називається казеїнкіназа 1, який був центром цього проекту.

Професор Лоудон продовжив: “Циркадний годинник пов’язаний з 24-годинним денно-нічним циклом і більшою частиною годинникового механізму“ тикає ”раз на день. Якщо ви уявляєте кожен "кліщ" як представлений підйомом і падінням хвилі протягом 24-годинного періоду, під час підйому спостерігається збільшення кількості білків у клітині, які є частиною годинникового механізму, і як опускаючись, ці речовини деградують і знову зменшуються. Те, що робить казеїн-кіназа 1, полягає у сприянні деградації.

"Отже, ви можете собі уявити, що чим швидше працює казеїн-кіназа 1, тим крутіше знижується частина хвилі і швидше відбивається годинник - будь-яка зміна активності казеїн-кінази 1, швидша або повільніша, регулює" тикання "з 24 годин до якийсь інший проміжок часу.

"Подумайте, що якщо ваше тіло раптом почне працювати за 23-годинним або 25-годинним годинником, багато ваших природних процесів, таких як сон і неспання, можуть незабаром стати невідповідними дню і ночі".

Команда знайшла препарат, який уповільнює казеїнкіназу 1, і використовував його у мишей, де циркадний ритм припинився (тобто годинник перестав цілком тикати). У живих мишей, а також у клітинах та зразках тканин мишей вони змогли відновити тикання годинника, використовуючи препарат для інгібування активності казеїнкінази 1.

Професор Лоудон зробив висновок: "Ми показали, що можна використовувати наркотики для синхронізації годинника тіла миші, і тому також може бути можливим використання подібних препаратів для лікування цілого ряду проблем зі здоров'ям, пов'язаних з порушеннями циркадних ритмів. Це може включати деякі психіатричні захворювання та певні циркадні розлади сну. Це також може допомогти людям впоратися з реактивними відставаннями та наслідками змінної роботи ".

Професор Джанет Аллен, директор з досліджень BBSRC, сказала: «Найефективніший спосіб розробляти ліки для лікування проблем зі здоров’ям - це розуміння базової біології, яка лежить в основі того, що відбувається в наших тілах. У цьому випадку, зрозумівши основну біологію ферменту, що контролює біологічні годинники, дослідницька група змогла визначити потенційні лікарські рішення для ряду питань, які впливають на здоров’я та якість життя багатьох людей ".

Доктор Мішель Гедерт, керівник відділу нейробіології Лабораторії молекулярної біології Ради медичних досліджень, сказав: «Ми всі знайомі з реактивним відставанням і відчуттям дезорієнтації в часі. Мабуть, менш широко розуміється, як цей ефект може вплинути на тих, хто страждає певними психічними захворюваннями.

“Дуже важливо з’ясувати, що може піти не так на молекулярному та клітинному рівні мозку, якщо ми хочемо визначити, які методи лікування допоможуть пацієнтам. Якщо подальші дослідження на людях підтвердять те, що це дослідження показало на мишах, це врешті-решт може призвести до абсолютно нового підходу до лікування психічних захворювань, таких як біполярний розлад ".

Доктор Вейджер, юрист-науковий співробітник Пфайзер, сказав: «Дивовижно, що можна досягти, коли об'єднаються першокласні академічні групи та фармацевтичні відділи. Використовуючи таланти один одного, ми тепер глибше розуміємо роль казеїнкінази в біологічних системах. Наявність здатності затягувати або втягувати аритмічну систему відкриває двері до нового варіанту лікування порушень циркадного ритму.

«Орієнтація на інгібування казеїнкінази малими молекулами може призвести до відкриття нових препаратів для лікування біполярної депресії та інших порушень циркадного ритму. Тягар цих розладів величезний, і потрібні нові варіанти лікування ".

Дослідження опубліковано в журналі PNAS.

Джерело: Рада з досліджень біотехнологій та біологічних наук