Pētnieki izstrādā zāles, lai atiestatītu ķermeņa pulksteni

Zinātnieki ir izstrādājuši zāles, kas veiksmīgi atiestata un restartē laboratorijas peles dabisko 24 stundu ķermeņa pulksteni.

Spēja to izdarīt zīdītājam paver iespējas farmakoloģiski risināt dažādas cilvēku grūtības, tostarp dažus psihiskus traucējumus, reaktīvo nobīdi un maiņu darba ietekmi uz veselību.

Pētniekus vadīja profesors Endrjū Loudons no Mančestras universitātes un Dr. Miks Hastings no Kembridžas MRC molekulārās bioloģijas laboratorijas.

Komanda strādāja arī ar daudznozaru zinātnieku komandu no Pfizer, kuru vadīja Dr Trevis Wager.

Profesors Loudons teica: “Tas var būt patiešām postoši mūsu smadzenēm un ķermenim, ja kaut kas notiek, lai izjauktu mūsu ķermeņa pulksteņu dabisko ritmu. Tas var būt slimības rezultāts vai strūklas aizkavēšanās vai biežas maiņas starp dienas un nakts maiņām darbā rezultāts.

"Mēs esam atklājuši, ka mēs varam kontrolēt vienu no galvenajām molekulām, kas iesaistītas pulksteņa klikšķa ātruma iestatīšanā, un to darot, mēs faktiski varam to iesākt jaunā ritmā."

Lielākajai daļai dzīvo radību un augu ir ķermeņa iekšējā laika noteikšanas sistēma, ko sauc par diennakts pulksteni.Šī ir sarežģīta molekulu sistēma katrā šūnā, kas virza ritmu visam, sākot no miega zīdītājos līdz ziedēšanai augos.

Gaisma, kā arī dienas un nakts cikls ir ļoti svarīgi pulksteņa atiestatīšanai, un smalkās korekcijas tiek veiktas, darbojoties vairākiem enzīmiem, ieskaitot vienu, ko sauc par kazeīna kināzi 1, kas ir bijis šī projekta centrs.

Profesors Loudons turpināja: “Diennakts pulkstenis ir saistīts ar diennakts diennakts ciklu, un pulksteņa mehānisma lielākā daļa“ atzīmējas ”vienu reizi dienā. Ja jūs iztēlojaties katru “ķeksīti”, ko attēlo viļņa pieaugums un kritums 24 stundu laikā, ejot augšup, šūnā palielinās olbaltumvielu daudzums, kas ir pulksteņa mehānisma sastāvdaļa, un kā jūs ejat uz leju, šīs vielas tiek noārdītas un atkal samazinās. Tas, ko dara kazeīna kināze 1, ir veicināt degradācijas daļu.

“Tātad jūs varat iedomāties, ka, jo ātrāk darbojas kazeīna kināze 1, jo straujāk notiek viļņa lejupejošā daļa un ātrāk tiek atzīmēts pulkstenis - jebkuras izmaiņas kazeīna kināzes 1 aktivitātē, ātrākas vai lēnākas, pielāgotu“ atzīmēšanu ”no 24 stundām līdz kāds cits laika periods.

"Apsveriet, ka, ja jūsu ķermenis pēkšņi sāk strādāt pēc 23 vai 25 stundu pulksteņa, daudzi no jūsu dabiskajiem procesiem, piemēram, gulēšana un pamošanās, ar dienu un nakti drīz var kļūt neatbilstoši."

Komanda atrada zāles, kas palēnina kazeīna kināzi 1, un to izmantoja pelēm, kur diennakts ritms ir apstājies (t.i., pulkstenis ir pilnībā pārstājis atzīmēt). Dzīvām pelēm, kā arī peļu šūnās un audu paraugos viņi varēja atjaunot pulksteņa atzīmēšanu, izmantojot zāles, lai inhibētu kazeīna kināzes 1 aktivitāti.

Profesors Loudons secināja: “Mēs esam parādījuši, ka ir iespējams lietot narkotikas, lai sinhronizētu peles ķermeņa pulksteni, tāpēc līdzīgas zāles var būt iespējams izmantot arī virknei veselības problēmu, kas saistītas ar diennakts ritma traucējumiem. Tas var ietvert dažas psihiskas slimības un dažus diennakts miega traucējumus. Tas varētu arī palīdzēt cilvēkiem tikt galā ar reaktīvo kavēšanos un maiņu darba ietekmi. ”

Profesore Dženeta Alena, BBSRC pētījumu direktore sacīja: “Visefektīvākais veids, kā izstrādāt zāles veselības problēmu ārstēšanai, ir izprast pamata bioloģiju, kas ir pamatā mūsu ķermenī notiekošajam. Šajā gadījumā, izprotot bioloģisko pulksteņu kontrolējošā enzīma pamatbioloģiju, pētnieku komanda ir spējusi noteikt iespējamos uz zālēm balstītus risinājumus dažādiem jautājumiem, kas ietekmē daudzu cilvēku veselību un dzīves kvalitāti. "

Medicīnas pētījumu padomes Molekulārās bioloģijas laboratorijas neirobioloģijas nodaļas vadītājs doktors Mišels Gēderts sacīja: “Mēs visi esam pazīstami ar reaktīvo aizturi un šo laiku dezorientācijas sajūtu. Iespējams, mazāk saprotams ir tas, kā šī ietekme var ietekmēt tos, kuriem ir noteiktas garīgas slimības.

"Ir ļoti svarīgi noskaidrot, kas var noiet greizi smadzeņu molekulārā un šūnu līmenī, ja vēlamies noteikt, kāda ārstēšana būs piemērota pacientiem. Ja turpmāki pētījumi ar cilvēkiem apstiprina to, ko šis pētījums ir parādījis pelēm, tas galu galā var novest pie pilnīgi jaunas pieejas tādu garīgo slimību kā bipolāri traucējumi ārstēšanā. "

Doktors Vagers, asociētais zinātniskais līdzstrādnieks Pfizer teica: "Tas ir pārsteidzoši, ko var paveikt, ja apvienojas pirmās klases akadēmiskās grupas un farmācijas atklāšanas vienības. Izmantojot otru talantu, mums tagad ir dziļāka izpratne par kazeīna kināzes lomu bioloģiskajās sistēmās. Spēja piesaistīt vai atkārtoti apmācīt aritmijas sistēmu paver iespējas jaunai diennakts ritma traucējumu ārstēšanas iespējai.

“Mērķējot kazeīna kināzes inhibīciju ar mazām molekulām, var rasties jauni medikamenti bipolāras depresijas un citu diennakts ritma traucējumu ārstēšanai. Šo traucējumu slogs ir milzīgs, un ir nepieciešamas jaunas ārstēšanas iespējas. ”

Pētījums ir publicēts žurnālā PNAS.

Avots: Biotehnoloģijas un bioloģijas zinātņu pētījumu padome