Penyelidik Mengembangkan Dadah Untuk Menetapkan Semula Jam Badan

Para saintis telah mengembangkan ubat yang berjaya menetapkan semula dan menghidupkan semula jam badan 24 jam tikus makmal semula jadi.

Kemampuan untuk melakukan ini pada mamalia membuka potensi untuk mengatasi berbagai kesulitan manusia secara farmakologi, termasuk beberapa gangguan psikiatri, jet lag dan kesan kesihatan kerja shift.

Penyelidik diketuai oleh Profesor Andrew Loudon dari University of Manchester dan Dr. Mick Hastings dari Makmal Biologi Molekul MRC di Cambridge.

Pasukan ini juga bekerjasama dengan pasukan saintis multidisiplin dari Pfizer yang diketuai oleh Dr. Travis Wager.

Profesor Loudon berkata, "Ini benar-benar menghancurkan otak dan tubuh kita apabila sesuatu terjadi mengganggu irama semula jadi jam tubuh kita. Ini boleh berlaku akibat penyakit atau akibat jet lag atau sering berubah antara siang dan malam di tempat kerja.

"Kami telah menemui bahawa kami dapat mengawal salah satu molekul kunci yang terlibat dalam menetapkan kecepatan jam berdetak dan dengan melakukannya kami benar-benar dapat memasukkannya ke dalam irama baru."

Sebilangan besar makhluk hidup dan tumbuhan mempunyai sistem pemasaan badan dalaman, yang disebut jam sirkadian.Ini adalah sistem molekul yang kompleks di setiap sel yang mendorong irama segalanya dari tidur pada mamalia hingga berbunga di tumbuh-tumbuhan.

Cahaya dan kitaran siang dan malam sangat penting untuk mengatur semula jam dan penyesuaian halus dibuat melalui tindakan beberapa enzim, termasuk satu yang disebut kasein kinase 1, yang telah menjadi pusat projek ini.

Profesor Loudon melanjutkan, "Jam sirkadian dihubungkan dengan kitaran 24-jam siang-malam dan bahagian utama mekanisme jam 'berdetak' sekali sehari. Sekiranya anda membayangkan setiap 'tanda' seperti yang ditunjukkan oleh kenaikan dan kejatuhan gelombang dalam jangka masa 24 jam, semasa anda naik, terdapat peningkatan jumlah protein dalam sel yang merupakan sebahagian dari mekanisme jam, dan sebagai anda turun, bahan-bahan ini merosot dan mengurangkan lagi. Apa yang dilakukan kasein kinase 1 adalah untuk memudahkan bahagian penurunan.

“Oleh itu, anda dapat membayangkan bahawa kasein kinase 1 lebih cepat berfungsi, bahagian gelombang yang lebih curam dan semakin pantas jam - sebarang perubahan dalam aktiviti kasein kinase 1, lebih cepat atau lebih lambat, akan menyesuaikan 'berdetik' dari 24 jam hingga beberapa jangka masa yang lain.

"Pertimbangkan bahawa jika badan anda tiba-tiba mula bekerja pada jam 23 atau 25 jam, banyak proses semula jadi anda, seperti tidur dan bangun tidur, akan segera menjadi tidak sesuai dengan siang dan malam."

Pasukan itu menemui ubat yang melambatkan kasein kinase 1 dan menggunakannya pada tikus di mana irama sirkadian telah berhenti (iaitu, jam telah berhenti berdetak sama sekali). Pada tikus hidup dan juga dalam sel dan sampel tisu dari tikus, mereka dapat membina kembali detik dengan menggunakan ubat untuk menghalang aktiviti kasein kinase 1.

Profesor Loudon menyimpulkan "Kami telah menunjukkan bahawa mungkin menggunakan ubat untuk menyegerakkan jam badan tikus dan oleh itu juga mungkin menggunakan ubat yang serupa untuk merawat pelbagai masalah kesihatan yang berkaitan dengan gangguan irama sirkadian. Ini mungkin termasuk beberapa penyakit psikiatri dan gangguan tidur sirkadian tertentu. Ini juga dapat membantu orang mengatasi jet lag dan kesan kerja shift. "

Profesor Janet Allen, Pengarah Penyelidikan BBSRC mengatakan, “Cara paling berkesan untuk mengembangkan ubat-ubatan untuk mengatasi masalah kesihatan adalah dengan memahami biologi asas yang menyokong apa yang sedang terjadi di dalam tubuh kita. Dalam kes ini, dengan memahami biologi asas enzim yang mengawal jam biologi, pasukan penyelidik dapat mengenal pasti penyelesaian berasaskan ubat yang berpotensi untuk pelbagai masalah yang mempengaruhi kesihatan dan kualiti hidup banyak orang. "

Dr. Michel Goedert, ketua bahagian neurobiologi di Laboratory Council Research Laboratory of Molecular Biology berkata, "Kita semua sudah biasa dengan jet-lag dan rasa tidak beruntung pada waktunya. Apa yang mungkin kurang difahami adalah bagaimana kesan ini dapat memberi kesan kepada mereka yang mempunyai penyakit mental tertentu.

“Sangat penting untuk mengetahui apa yang salah pada tahap molekul dan sel di otak jika kita menentukan rawatan apa yang akan berfungsi untuk pesakit. Sekiranya kajian lebih lanjut pada manusia mengesahkan apa yang ditunjukkan oleh kajian ini pada tikus, ini akhirnya boleh membawa kepada pendekatan yang sama sekali baru untuk merawat penyakit mental seperti gangguan bipolar. "

Dr. Wager, rakan penyelidikan, Pfizer berkata, "Sungguh mengagumkan apa yang dapat dicapai ketika kumpulan akademik kelas satu dan unit penemuan farmasi bekerja sama. Dengan memanfaatkan bakat masing-masing, kita kini mempunyai pemahaman yang lebih mendalam mengenai peranan kasein kinase dalam sistem biologi. Mempunyai kemampuan untuk melakukan atau mengendalikan sistem aritmia membuka pintu kepada pilihan rawatan baru untuk gangguan irama sirkadian.

"Menyasarkan penghambatan kasein kinase dengan molekul kecil dapat menyebabkan penemuan ubat baru untuk rawatan kemurungan bipolar dan gangguan irama sirkadian lainnya. Beban gangguan ini sangat besar dan diperlukan pilihan rawatan baru. "

Kajian ini diterbitkan dalam jurnal PNAS.

Sumber: Majlis Penyelidikan Sains Bioteknologi dan Biologi