Des chercheurs développent un médicament pour réinitialiser l'horloge corporelle
Les scientifiques ont mis au point un médicament qui réinitialise et redémarre avec succès l'horloge naturelle de 24 heures des souris de laboratoire.
La capacité de le faire chez un mammifère ouvre la possibilité de traiter pharmacologiquement une variété de difficultés humaines, y compris certains troubles psychiatriques, le décalage horaire et l'impact sur la santé du travail posté.
Les chercheurs étaient dirigés par le professeur Andrew Loudon de l'Université de Manchester et le Dr Mick Hastings du laboratoire de biologie moléculaire du MRC à Cambridge.
L'équipe a également travaillé avec une équipe multidisciplinaire de scientifiques de Pfizer dirigée par le Dr Travis Wager.
Le professeur Loudon a déclaré: «Cela peut être vraiment dévastateur pour notre cerveau et notre corps lorsque quelque chose arrive à perturber le rythme naturel de nos horloges corporelles. Cela peut être dû à une maladie ou à un décalage horaire ou à des changements fréquents entre les quarts de jour et de nuit au travail.
«Nous avons découvert que nous pouvons contrôler l’une des molécules clés impliquées dans le réglage de la vitesse à laquelle l’horloge tourne et ce faisant, nous pouvons réellement lui donner un nouveau rythme.»
La plupart des créatures et des plantes vivantes ont un système de chronométrage interne du corps, appelé horloge circadienne.Il s'agit d'un système complexe de molécules dans chaque cellule qui entraîne le rythme de tout, du sommeil chez les mammifères à la floraison des plantes.
La lumière et le cycle jour et nuit sont très importants pour la remise à zéro de l'horloge et les ajustements fins sont effectués par l'action de plusieurs enzymes, dont une appelée caséine kinase 1, qui a été au centre de ce projet.
Le professeur Loudon a poursuivi: «L’horloge circadienne est liée au cycle jour-nuit de 24 heures et la majeure partie du mécanisme de l’horloge tourne une fois par jour. Si vous imaginez chaque `` tic '' comme représenté par la montée et la descente d'une vague sur une période de 24 heures, à mesure que vous montez, il y a une augmentation de la quantité de protéines dans la cellule qui font partie du mécanisme de l'horloge, et comme vous descendez, ces substances sont dégradées et réduisent à nouveau. Ce que fait la caséine kinase 1 est de faciliter la partie de dégradation.
«Vous pouvez donc imaginer que plus la caséine kinase 1 fonctionne rapidement, plus la partie descendante de la vague est raide et plus l’horloge tourne vite - tout changement d’activité de la caséine kinase 1, plus rapide ou plus lent, ajusterait le« ticking »de 24 heures à une autre période.
«Considérez que si votre corps commence soudainement à fonctionner sur une horloge de 23 heures ou 25 heures, bon nombre de vos processus naturels, tels que le sommeil et l’éveil, pourraient bientôt devenir en décalage avec le jour et la nuit.»
L'équipe a trouvé un médicament qui ralentit la caséine kinase 1 et l'a utilisé chez des souris où le rythme circadien a cessé (c'est-à-dire que l'horloge a complètement cessé de tourner). Chez des souris vivantes et également dans des cellules et des échantillons de tissus de souris, ils ont pu rétablir le tic-tac de l'horloge en utilisant le médicament pour inhiber l'activité de la caséine kinase 1.
Le professeur Loudon a conclu: «Nous avons montré qu’il est possible d’utiliser des médicaments pour synchroniser l’horloge biologique d’une souris et qu’il est donc possible d’utiliser des médicaments similaires pour traiter toute une gamme de problèmes de santé associés à des perturbations des rythmes circadiens. Cela peut inclure certaines maladies psychiatriques et certains troubles du sommeil circadien. Cela pourrait également aider les gens à faire face au décalage horaire et à l'impact du travail posté. »
La professeure Janet Allen, directrice de la recherche du BBSRC a déclaré: «Le moyen le plus efficace de développer des médicaments pour traiter un problème de santé est de comprendre la biologie de base qui sous-tend ce qui se passe dans notre corps. Dans ce cas, en comprenant la biologie de base de l’enzyme contrôlant les horloges biologiques, l’équipe de recherche a pu identifier des solutions médicamenteuses potentielles à une gamme de problèmes qui affectent la santé et la qualité de vie de nombreuses personnes. »
Le Dr Michel Goedert, chef de la division de neurobiologie au Laboratoire de biologie moléculaire du Conseil de recherches médicales, a déclaré: «Nous sommes tous familiers avec le décalage horaire et ce sentiment d’être désorienté dans le temps. Ce qui est probablement moins largement compris, c'est comment cet effet peut avoir un impact sur les personnes atteintes de certaines maladies mentales.
«Il est crucial de découvrir ce qui peut mal tourner au niveau moléculaire et cellulaire dans le cerveau si nous voulons déterminer quels traitements fonctionneront pour les patients. Si d'autres études chez l'homme confirment ce que cette étude a montré chez la souris, cela pourrait éventuellement conduire à une approche entièrement nouvelle pour traiter les maladies mentales telles que le trouble bipolaire.
Le Dr Wager, chercheur associé chez Pfizer, a déclaré: «C'est incroyable ce qui peut être accompli lorsque des groupes universitaires de premier ordre et des unités de découverte pharmaceutique font équipe. En tirant parti des talents de chacun, nous avons maintenant une compréhension plus approfondie du rôle de la caséine kinase dans les systèmes biologiques. Avoir la capacité d'entraîner ou de réentraîner un système arythmique ouvre la porte à une nouvelle option de traitement pour les troubles du rythme circadien.
«Cibler l'inhibition de la caséine kinase avec de petites molécules peut conduire à la découverte de nouveaux médicaments pour le traitement de la dépression bipolaire et d'autres troubles du rythme circadien. Le fardeau de ces troubles est énorme et de nouvelles options de traitement sont nécessaires.
L'étude est publiée dans la revue PNAS.
Source: Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques
