Araştırmacılar Vücut Saatini Sıfırlamak İçin İlaç Geliştirdi

Bilim adamları, laboratuvar farelerinin 24 saatlik doğal vücut saatini başarıyla sıfırlayan ve yeniden başlatan bir ilaç geliştirdiler.

Bunu bir memelide yapabilme yeteneği, bazı psikiyatrik bozukluklar, jet gecikmesi ve vardiyalı çalışmanın sağlık üzerindeki etkisi dahil olmak üzere çeşitli insan zorluklarını farmakolojik olarak ele alma potansiyelini açar.

Araştırmacılar, Manchester Üniversitesi'nden Profesör Andrew Loudon ve Cambridge'deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'ndan Dr. Mick Hastings tarafından yönetildi.

Ekip ayrıca Dr. Travis Wager liderliğindeki Pfizer'den çok disiplinli bir bilim insanı ekibiyle çalıştı.

Profesör Loudon, “Vücut saatlerimizin doğal ritmini bozan bir şey olduğunda, beyinlerimiz ve bedenlerimiz için gerçekten yıkıcı olabilir. Bu, hastalığın bir sonucu veya jet gecikmesinin bir sonucu veya işyerinde gündüz ve gece vardiyaları arasında sık sık değişimin bir sonucu olabilir.

"Saatin işlediği hızı ayarlamada yer alan anahtar moleküllerden birini kontrol edebileceğimizi ve böylece onu yeni bir ritme sokabileceğimizi keşfettik."

Çoğu canlı ve bitki, sirkadiyen saat adı verilen bir iç vücut zamanlama sistemine sahiptir.Bu, memelilerde uykudan bitkilerde çiçeklenmeye kadar her şeyin ritmini yönlendiren, her hücredeki karmaşık bir molekül sistemidir.

Saatin sıfırlanması için ışık ve gündüz ve gece döngüsü çok önemlidir ve ince ayarlamalar, bu projenin merkezi olan kazein kinaz 1 adı verilen biri de dahil olmak üzere birkaç enzimin hareketiyle yapılır.

Profesör Loudon, "Sirkadiyen saat, 24 saatlik gündüz-gece döngüsüyle bağlantılıdır ve saat mekanizmasının büyük kısmı günde bir kez" tıklar ". 24 saatlik bir periyotta bir dalganın yükselişi ve düşüşü ile temsil edilen her bir 'tik' hayal ederseniz, yukarı çıkarken hücredeki saat mekanizmasının parçası olan proteinlerin miktarında bir artış olur ve aşağı inerseniz, bu maddeler bozulur ve tekrar azalır. Kazein kinaz 1'in yaptığı şey, bozunma kısmını kolaylaştırmaktır.

"Bu nedenle, kazein kinaz 1'in ne kadar hızlı çalıştığını, dalganın aşağı doğru olan kısmının o kadar dik olduğunu ve saatin o kadar hızlı tikladığını hayal edebilirsiniz - kazein kinaz 1 aktivitesindeki herhangi bir değişiklik, daha hızlı veya daha yavaş, 'tik' süresini 24 saat başka bir zaman dilimi.

"Vücudunuz aniden 23 veya 25 saatlik bir saat üzerinde çalışmaya başlarsa, uyku ve uyanma gibi doğal süreçlerinizin çoğunun yakında gece ve gündüzle uyumsuz hale gelebileceğini düşünün."

Ekip, kazein kinaz 1'i yavaşlatan ve sirkadiyen ritmin durduğu (yani saatin tamamıyla durduğu) farelerde kullanan bir ilaç buldu. Canlı farelerde ve ayrıca farelerden alınan hücrelerde ve doku örneklerinde, kazein kinaz 1'in aktivitesini inhibe etmek için ilacı kullanarak saatin tik takını yeniden sağlamayı başardılar.

Profesör Loudon, "Bir farenin vücut saatini senkronize etmek için ilaç kullanmanın mümkün olduğunu gösterdik ve bu nedenle sirkadiyen ritimlerdeki bozulmalarla ilişkili bir dizi sağlık problemini tedavi etmek için benzer ilaçların kullanılmasının da mümkün olabileceğini gösterdik. Bu, bazı psikiyatrik hastalıkları ve belirli sirkadiyen uyku bozukluklarını içerebilir. Ayrıca insanların jet lag ve vardiyalı çalışmanın etkisiyle başa çıkmasına yardımcı olabilir. "

BBSRC Araştırma Direktörü Profesör Janet Allen, “Bir sağlık problemini tedavi etmek için ilaç geliştirmenin en etkili yolu, vücudumuzda olup bitenlerin temelini oluşturan temel biyolojiyi anlamaktır. Bu durumda, biyolojik saatleri kontrol eden enzimin temel biyolojisini anlayarak araştırma ekibi, birçok insanın sağlığını ve yaşam kalitesini etkileyen bir dizi soruna potansiyel ilaç bazlı çözümler belirleyebildi. "

Tıbbi Araştırma Konseyi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı nörobiyoloji bölümü başkanı Dr. Michel Goedert, "Hepimiz jet-lag'a aşinayız ve zaman içinde bu yönelim bozukluğuna aşinayız. Muhtemelen daha az anlaşılan şey, bu etkinin belirli akıl hastalıkları olan kişileri nasıl etkileyebileceğidir.

“Hastalar için hangi tedavilerin işe yarayacağını belirleyeceksek, beyindeki moleküler ve hücresel düzeyde neyin yanlış gidebileceğini bulmak çok önemli. İnsanlarda yapılacak daha fazla çalışma, bu çalışmanın farelerde gösterdiği şeyi doğrularsa, bu sonunda bipolar bozukluk gibi akıl hastalıklarının tedavisinde tamamen yeni bir yaklaşıma yol açabilir. "

Pfizer'in yardımcı araştırma görevlisi Dr. Wager, “Birinci sınıf akademik gruplar ve farmasötik keşif birimleri bir araya geldiğinde neler başarılabileceği şaşırtıcı. Birbirimizin yeteneklerinden yararlanarak, kazein kinazın biyolojik sistemler içinde oynadığı rol hakkında artık daha derin bir anlayışa sahibiz. Bir aritmik sistemi dahil etme veya yeniden yerleştirme yeteneğine sahip olmak, sirkadiyen ritim bozuklukları için yeni tedavi seçeneğine kapı açar.

Küçük moleküller ile kazein kinaz inhibisyonunu hedeflemek, bipolar depresyon ve diğer sirkadiyen ritim bozukluklarının tedavisi için yeni ilaçların keşfedilmesine yol açabilir. Bu rahatsızlıkların yükü çok büyük ve yeni tedavi seçeneklerine ihtiyaç var. "

Çalışma dergide yayınlandı PNAS.

Kaynak: Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi