Внутренние «часы» человека, отвечающие за регуляцию циклов сна и многие другие биологические функции, будут изучаться в качестве инструмента для оптимизации регенерации тканей в рамках гранта в размере 1,91 миллиона долларов, который инженер-биомедик Массачусетского университета в Амхерсте и доцент Кэтал Кирни получила от Национального института здравоохранения. (NIH) Национальный институт общих медицинских наук (NIGMS).

Циркадные ритмы относятся к 24-часовым внутренним часам организма, которые регулируют цикл сна и бодрствования, а также многие другие важные биологические функции, такие как артериальное давление и температура тела. Несмотря на его повсеместное распространение, на сегодняшний день очень мало исследований по восстановлению тканей; и ни один, который он идентифицировал в тканевой инженерии -; учитывают центральные часы организма, говорит Кирни, который занимается исследованиями тканевой инженерии с тех пор, как стал доктором философии. ученик.

В настоящее время в тканевой инженерии каждая отдельная клетка в культуре будет иметь циркадный ритм, но без тщательного обращения и передачи сигналов они быстро теряют синхронизацию с другими клетками в культуре. Это устраняет ритмические процессы, которые происходили бы в организме. Исследования показали, что у пациентов с нарушенным ритмом (обычно вызванным стрессовыми факторами окружающей среды, такими как сменная работа и такие заболевания, как диабет или ожирение) также плохо восстанавливаются ткани. Они также обнаружили, что нарушение циркадного ритма оказывает значительное влияние на заживление: кожные раны, нанесенные в ночное время, заживают на 60% дольше, чем раны, полученные днем.

Если вы посмотрите почти на каждую медицинскую проблему, с которой мы сталкиваемся, вы увидите компонент циркадного ритма. Тот факт, что это такая важная часть тела, и мы не учитываем ее в исследованиях тканевой инженерии, является огромным пробелом, который необходимо заполнить».

Катал Кирни, инженер-биомедик и доцент Массачусетского университета в Амхерсте

Критическая взаимосвязь между циркадным ритмом и терапевтической доставкой лекарств также нуждается в дальнейшем изучении. Этого можно достичь, обеспечив, чтобы искусственные ткани в лаборатории, которые используются для скрининга лекарств-кандидатов, имели циркадный ритм.

Source Naturals, L-триптофан, 500 мг, 60 таблеток

«Есть фармацевтические компании, которые продвигают и не продвигают лекарства по своим конвейерам, основываясь на системе, не имеющей циркадного ритма», — говорит он. «Но есть много доказательств того, что одобренные в настоящее время лекарства следует принимать в определенное время дня».

Он добавил, что игнорирование этой связи может привести к тому, что разрабатываемые многообещающие лекарства будут признаны неэффективными, хотя они могут работать хорошо, если их принимать в определенное время суток.

В рамках пятилетнего гранта Национального института здоровья Кирни и его команда из междисциплинарного Института прикладных наук о жизни проведут исследования на животных моделях в лаборатории, нарушая циркадные ритмы в выбранной группе и сравнивая регенерацию тканей между теми, у кого циклы нарушены, и у тех, у кого их нет.

«Это должно привести нас к выводу, что циркадные ритмы имеют значение для тканевой инженерии», — говорит он. «Основываясь на наших предварительных данных и текущих доказательствах, мы очень надеемся, что так и будет».

Следующим шагом будет разработка устройств для доставки лекарств и устройств тканевой инженерии, которые будут целенаправленно восстанавливать циркадные ритмы. Это позволит проводить исследования, оценивающие важность своевременной доставки лекарств.

Kearney сотрудничает в исследовании с доцентом кафедры машиностроения и промышленной инженерии Меган Хубер, которая разрабатывает роботизированную систему проекта для управления циркадными ритмами в искусственных тканях за пределами лаборатории; С. Тай Таюманаван, заведующий кафедрой биомедицинской инженерии и почетный профессор химии, который участвует в разработке некоторых методов доставки лекарств; и Илья Карацореос, доцент психологических наук и наук о мозге, эксперт по циркадным ритмам, который также поможет изучить технологии в соответствующих моделях in vivo.