L'interruttore molecolare aiuta a controllare l'orologio circadiano nei pazienti con disturbi del sonno
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L'interruttore molecolare aiuta a controllare l'orologio circadiano nei pazienti con disturbi del sonno

Che cosa hanno a che fare gli orologi circadiani e gli interruttori molecolari con i disturbi del sonno? Molto, secondo un nuovo studio. I ritmi circadiani (dal tuo orologio circadiano) sono ciò che ti aiuta ad aprire gli occhi all'incirca alla stessa ora ogni mattina. Questi ritmi aiutano tutto, dalle piante all'uomo, a coordinarsi con il ciclo giorno-notte. Questo è tutto ciò che sapevamo di questi ritmi in precedenza. Come questo orologio naturale mantiene il tempo preciso, o perché va storto in certe persone non era ancora chiaro, fino ad ora. Recenti scoperte suggeriscono che un interruttore molecolare equilibra l'attività di due proteine ​​chiave che mantengono l'orologio naturale nei tempi previsti. I dettagli dello studio sono pubblicati nel numero di ottobre di Molecular Cell .

Se ci sono anomalie in questo interruttore molecolare, può causare un disturbo che fa andare a letto molto prima e persino svegliarsi prima del normale. Questo è un evento comune nelle persone con il disturbo della fase del sonno avanzato familiare (FASP) dove ci sono anomalie nelle fluttuazioni ritmiche giornaliere dei livelli di proteina PER2 (un gene codificante per la proteina). Il livello di PER2 sale e scende in uno schema circadiano per controllare il ciclo sonno-veglia e altri comportamenti ritmici. Il cambiamento nei livelli di questa proteina è innescato da una reazione biochimica chiamata fosforilazione, un processo enzimatico in cui le chinasi (enzimi) aggiungono un gruppo fosfato al PER2.

Nel recente studio, i ricercatori hanno notato che il PER2 si degradava in tre fasi: un rapido decadimento iniziale, seguito da un decadimento lento simile ad un plateau e infine un decadimento più rapido. Sulla base di questa scoperta, hanno sviluppato un modello matematico dell'orologio circadiano. Questo modello ha predetto che le fasi iniziale e finale del rapido decadimento sono causate dalla fosforilazione di CK1 (Casein chinasi 1). D'altra parte, il secondo stadio del decadimento simile al plateau è guidato dalla fosforilazione, prima da una chinasi di innesco sconosciuta e poi da CK1. Dati sperimentali hanno confermato la previsione del modello.

Secondo lo studio, possiamo controllare questi ritmi naturali regolando l'equilibrio tra CK1 e la priming chinasi sconosciuta. Poiché i farmaci per inibire la CK1 esistono già, la necessità dell'ora è quella di trovare farmaci che inibiscano la seconda chinasi di innesco. Secondo l'autore senior dello studio, David Virshup, MD della Duke-NUS Graduate Medical School, il loro studio fornisce anche un modello matematico che predice il comportamento dell'orologio in circostanze diverse.

Questa nuova conoscenza può aprire nuove strade sviluppare strategie di trattamento per una serie di condizioni circadiane relative agli orologi nell'uomo. Ad esempio, possiamo avere una buona idea di quando ogni droga avrà un effetto ottimale per combattere gli effetti del jet lag e del lavoro a turni.

Il team crede che la ricerca futura dovrebbe concentrarsi sull'uso del modello per prevedere la risposta dell'orologio ai farmaci che modifica i ritmi. Crede anche che l'identificazione della chinasi di innesco e l'ulteriore sviluppo degli inibitori della CK1 possano aprire nuove strade per trattare i disturbi del sonno. Le attuali opzioni di trattamento comprendono la melatonina, la terapia leggera e comportamentale, che non sono sempre efficaci. Il team spera che il loro studio porti infine allo sviluppo di nuovi farmaci che offrano alle persone con disturbi del sonno alternative più efficaci alle attuali opzioni di trattamento.

Fonte:
//www.eurekalert.org/pub_releases/ 2015-10

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