Los investigadores desarrollan un fármaco para restablecer el reloj corporal

Los científicos han desarrollado un fármaco que restablece y reinicia con éxito el reloj corporal natural de 24 horas de los ratones de laboratorio.

La capacidad de hacer esto en un mamífero abre el potencial para abordar farmacológicamente una variedad de dificultades humanas, incluidos algunos trastornos psiquiátricos, el desfase horario y el impacto en la salud del trabajo por turnos.

Los investigadores fueron dirigidos por el profesor Andrew Loudon de la Universidad de Manchester y el Dr. Mick Hastings del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge.

El equipo también trabajó con un equipo multidisciplinario de científicos de Pfizer dirigido por el Dr. Travis Wager.

El profesor Loudon dijo: “Puede ser realmente devastador para nuestros cerebros y cuerpos cuando sucede algo que interrumpe el ritmo natural de nuestros relojes corporales. Esto puede ser el resultado de una enfermedad o una consecuencia del desfase horario o cambios frecuentes entre los turnos de día y noche en el trabajo.

"Hemos descubierto que podemos controlar una de las moléculas clave involucradas en establecer la velocidad a la que el reloj marca y, al hacerlo, podemos realmente ponerlo en un nuevo ritmo".

La mayoría de las criaturas y plantas vivientes tienen un sistema de cronometraje interno del cuerpo, llamado reloj circadiano.Este es un complejo sistema de moléculas en cada célula que impulsa el ritmo de todo, desde el sueño de los mamíferos hasta la floración de las plantas.

La luz y el ciclo diurno y nocturno son muy importantes para reiniciar el reloj y los ajustes finos se realizan mediante la acción de varias enzimas, entre ellas una llamada caseína quinasa 1, que ha sido el centro de este proyecto.

El profesor Loudon continuó: “El reloj circadiano está vinculado al ciclo día-noche de 24 horas y la mayor parte del mecanismo del reloj" hace tictac "una vez al día. Si imagina cada 'tic' representado por la subida y bajada de una onda durante un período de 24 horas, a medida que sube hay un aumento en la cantidad de proteínas en la célula que forman parte del mecanismo del reloj, y como bajas, estas sustancias se degradan y se vuelven a reducir. Lo que hace la caseína quinasa 1 es facilitar la parte de degradación.

“Por lo tanto, puede imaginar que cuanto más rápido funciona la caseína quinasa 1, más empinada es la parte descendente de la onda y más rápido el reloj, cualquier cambio en la actividad de la caseína quinasa 1, más rápido o más lento, ajustaría el 'tic-tac' de 24 horas a algún otro período de tiempo.

"Considere que si su cuerpo comienza a trabajar repentinamente en un reloj de 23 o 25 horas, muchos de sus procesos naturales, como dormir y despertarse, pronto podrían perder el ritmo del día y la noche".

El equipo encontró un fármaco que ralentiza la caseína quinasa 1 y lo usó en ratones donde el ritmo circadiano ha cesado (es decir, el reloj ha dejado de funcionar por completo). En ratones vivos y también en células y muestras de tejido de ratones, pudieron restablecer el tic-tac del reloj utilizando el fármaco para inhibir la actividad de la caseína quinasa 1.

El profesor Loudon concluyó: “Hemos demostrado que es posible usar medicamentos para sincronizar el reloj corporal de un ratón y, por lo tanto, también es posible usar medicamentos similares para tratar una amplia gama de problemas de salud asociados con alteraciones de los ritmos circadianos. Esto podría incluir algunas enfermedades psiquiátricas y ciertos trastornos circadianos del sueño. También podría ayudar a las personas a afrontar el desfase horario y el impacto del trabajo por turnos ".

La profesora Janet Allen, directora de investigación de BBSRC, dijo: “La forma más eficaz de desarrollar fármacos para tratar un problema de salud es comprender la biología básica que sustenta lo que sucede en nuestros cuerpos. En este caso, al comprender la biología básica de la enzima que controla los relojes biológicos, el equipo de investigación ha podido identificar posibles soluciones basadas en fármacos para una variedad de problemas que afectan la salud y la calidad de vida de muchas personas ".

El Dr. Michel Goedert, jefe de la división de neurobiología del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica, dijo: “Todos estamos familiarizados con el desfase horario y esa sensación de desorientación en el tiempo. Lo que probablemente se comprende menos ampliamente es cómo este efecto puede afectar a las personas con ciertas enfermedades mentales.

“Es crucial descubrir qué puede salir mal a nivel molecular y celular en el cerebro si queremos determinar qué tratamientos funcionarán para los pacientes. Si más estudios en humanos confirman lo que este estudio ha demostrado en ratones, esto eventualmente podría conducir a un enfoque completamente nuevo para tratar enfermedades mentales como el trastorno bipolar ".

El Dr. Wager, investigador asociado de Pfizer, dijo: “Es sorprendente lo que se puede lograr cuando se unen grupos académicos de primer nivel y unidades de descubrimiento farmacéutico. Aprovechando los talentos de los demás, ahora tenemos una comprensión más profunda del papel que juega la caseína quinasa dentro de los sistemas biológicos. Tener la capacidad de incorporar o reentrenar un sistema arrítmico abre la puerta a una nueva opción de tratamiento para los trastornos del ritmo circadiano.

“Dirigirse a la inhibición de la caseína quinasa con moléculas pequeñas puede conducir al descubrimiento de nuevos fármacos para el tratamiento de la depresión bipolar y otros trastornos del ritmo circadiano. La carga de estos trastornos es enorme y se necesitan nuevas opciones de tratamiento ".

El estudio se publica en la revista PNAS.

Fuente: Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas