Устали от джетлага? Ученые нашли способ быстро настроить внутренние часы
Перелет через несколько часовых поясов может выбить внутренние часы из строя на несколько дней, вызывая проблемы со сном и обменом веществ. Исследователи из Rice University и Northwestern University разработали имплантируемую клеточную терапию, которая помогает организму быстрее адаптироваться к новому графику. Результаты эксперимента описаны в статье, опубликованной в журнале Advanced Science. Об этом пишет сайт Phys.org.
Ученые использовали клетки пигментного эпителия сетчатки человека, которые вырабатывают гормон лептин, отвечающий за аппетит и метаболизм. Клетки заключены в микроскопические альгинатные сферы, защищающие их от иммунной системы и позволяющие белкам попадать в организм. После подкожной инъекции клетки временно повышают уровень лептина, а затем естественным образом теряют жизнеспособность. «Текущие подходы к настройке циркадных ритмов сильно зависят от точного соблюдения времени — светового режима, приема пищи или мелатонина, — отметил Омид Вейсех, профессор биоинженерии из Rice. — Мы хотели выяснить, может ли временная клеточная терапия стать более практичным решением».
В экспериментах на мышах животные, получившие терапию, адаптировались к четырехчасовой задержке расписания на 50% быстрее контрольной группы. Исследователи также проверили эффективность на макаках-крабоедах, чьи циклы сна и бодрствования ближе к человеческим. У них время привыкания к сдвигу графика на шесть часов сократилось примерно на сутки по сравнению с контролем. «То, что мы увидели сходные эффекты у грызунов и приматов, говорит о том, что этот механизм может быть универсальным для разных видов», — заявил Фред Турек, директор Центра сна и циркадной биологии Northwestern.
Терапия не нарушила сон: у приматов общая продолжительность сна, фазы быстрого и медленного сна не сократились. Более того, после некоторых сдвигов графика наблюдалось увеличение медленноволновой активности сна — возможный признак улучшения его качества. Анализы крови и клиническое наблюдение не выявили токсичности, а повторные дозы в течение года не дали долгосрочных побочных эффектов. Клетки оставались активными несколько дней, после чего их действие естественно прекращалось. «Мы не стремились навсегда менять работу циркадной системы, — пояснила первый автор исследования Саманта Флери. — Нам нужна терапия, которая дает краткосрочную поддержку в период стресса и затем сама исчезает».
По мнению авторов, такая платформа может пригодиться при частых нарушениях режима — при сменной работе, международных перелетах и других ситуациях, требующих быстрой адаптации. «Эта работа показывает, что метаболические сигналы можно использовать для влияния на циркадную биологию, — отметил Джонатан Ривней, профессор биомедицинской инженерии Northwestern. — Она также демонстрирует, как инженерные клеточные терапии доставляют активные молекулы способами, недостижимыми при обычном приеме лекарств». В планах команды — изучить механизмы связи лептина и циркадных ритмов и разработать версии платформы с настраиваемой или повторяемой поддержкой.
