Teadlased töötavad välja kehakella lähtestamiseks mõeldud ravimi

Teadlased on välja töötanud ravimi, mis lähtestab ja taaskäivitab laborihiirte loomuliku 24-tunnise kehakella.

Võime seda teha imetajal avab potentsiaali farmakoloogiliselt tegeleda mitmesuguste inimraskustega, sealhulgas mõnede psühhiaatriliste häirete, jet lag ja vahetustega töö tervisemõjudega.

Teadlasi juhtisid professor Andrew Loudon Manchesteri ülikoolist ja dr Mick Hastings Cambridge'i molekulaarbioloogia laborist.

Meeskond töötas ka Pfizeri teadlaste multidistsiplinaarse meeskonnaga, mida juhtis dr Travis Wager.

Professor Loudon ütles: „See võib olla meie aju ja keha jaoks tõesti laastav, kui midagi juhtub, et meie kehakellade loomulik rütm häirida. See võib olla haiguse tagajärg või jet-lag-i tagajärg või sagedane vahetamine päevaste ja öiste vahetuste vahel tööl.

"Oleme avastanud, et suudame juhtida ühte võtmemolekulist, mis on seotud kella tiksumiskiiruse seadistamisega, ja selle abil saame selle tegelikult uude rütmi lüüa."

Enamikul elusolenditel ja taimedel on keha sisemine ajastussüsteem, mida nimetatakse ööpäevakellaks.See on keeruline molekulide süsteem igas rakus, mis juhib rütmi kõigest alates imetajate unest kuni taimede õitsenguni.

Valgus ning päeva- ja öötsükkel on kella lähtestamiseks väga olulised ja peened kohandused tehakse mitmete ensüümide, sealhulgas ühe nimega kaseiini kinaas 1 toimel, mis on olnud selle projekti keskmes.

Professor Loudon jätkas: "Ööpäevane kell on seotud 24-tunnise päeva-öö tsükliga ja suurem osa kellamehhanismist" tiksub "üks kord päevas. Kui kujutate ette, et iga „linnukest” kujutab endast laine tõus ja langus 24-tunnise perioodi vältel, siis tõustes ülespoole suureneb valgusisaldus rakus, mis on osa kella mehhanismist, ja te lähete alla, need ained lagunevad ja vähenevad uuesti. Kaseiinikinaas 1 teeb degradeerimise osa hõlbustamiseks.

„Nii et võite ette kujutada, et mida kiiremini kaseiini kinaas 1 töötab, seda järsem on laine allapoole jääv osa ja seda kiiremini tiksub kell - mis tahes muutused kaseiinikinaas 1 aktiivsuses, kiiremini või aeglasemalt, reguleeriksid„ tiksumise ”24 tunnilt mõni muu ajaperiood.

"Mõelge, et kui teie keha hakkab ootamatult töötama 23 või 25 tunni jooksul, võivad paljud teie loomulikud protsessid, nagu magamine ja ärkamine, päeva ja ööga varsti sammust välja minna."

Meeskond leidis ravimi, mis aeglustab kaseiinikinaas 1, ja kasutas seda hiirtel, kus ööpäevane rütm on lakanud (st kell on täielikult tiksunud). Elusates hiirtes, samuti hiirte rakkudes ja koeproovides suutsid nad kella tiksumise taastada, kasutades ravimit kaseiinikinaas 1 aktiivsuse pärssimiseks.

Professor Loudon jõudis järeldusele: „Oleme näidanud, et hiire kehakella sünkroniseerimiseks on võimalik kasutada ravimeid ja seega võib olla võimalik kasutada sarnaseid ravimeid paljude ööpäevarütmide häiretega seotud terviseprobleemide raviks. See võib hõlmata mõningaid psühhiaatrilisi haigusi ja teatud ööpäevaseid unehäireid. See võib aidata inimestel toime tulla ka jet lag-i ja vahetustega töö tagajärgedega. "

BBSRC teadusdirektor professor Janet Allen ütles: „Kõige tõhusam viis terviseprobleemide raviks ravimite väljatöötamiseks on mõista põhilist bioloogiat, mis toetab meie kehas toimuvat. Sel juhul on uurimisrühm, mõistes bioloogilisi kellasid kontrolliva ensüümi põhibioloogiat, suutnud välja selgitada võimalikud ravimipõhised lahendused paljudele probleemidele, mis mõjutavad paljude inimeste tervist ja elukvaliteeti. "

Meditsiiniuuringute nõukogu molekulaarbioloogia laboratooriumi neurobioloogia osakonna juhataja dr Michel Goedert ütles: "Me kõik oleme tuttavad jet-lag'iga ja selle tundega, et me oleme aeg-ajalt desorienteeritud. Ilmselt mõistetakse vähem, kuidas see mõju võib avalduda teatud vaimuhaigusega inimestele.

"On ülitähtis välja selgitada, mis võib aju molekulaarsel ja rakulisel tasandil valesti minna, kui tahame kindlaks teha, millised ravimeetodid patsientidele sobivad. Kui edasised uuringud inimestel kinnitavad seda, mida see uuring hiirtel näitas, võib see lõpuks viia täiesti uue lähenemiseni selliste vaimuhaiguste nagu bipolaarne häire ravimisel. "

Doktor Wager, teadustöötaja Pfizer, ütles: "On hämmastav, mida saab saavutada, kui esmaklassilised akadeemilised rühmad ja farmatseutiliste avastuste üksused ühinevad. Üksteise ande ärakasutamisel on meil sügavam arusaam kaseiinikinaasi rollist bioloogilistes süsteemides. Võimalus arütmia süsteemi kaasata või uuesti treenida avab ukse ööpäevarütmi häirete uueks ravivõimaluseks.

„Kaseiinikinaasi inhibeerimise sihtimine väikeste molekulidega võib viia uudsete ravimite avastamiseni bipolaarse depressiooni ja muude ööpäevarütmihäirete raviks. Nende häirete koormus on tohutu ja vaja on uusi ravivõimalusi. ”

Uuring on avaldatud ajakirjas PNAS.

Allikas: Biotehnoloogia ja bioloogiateaduste uurimisnõukogu