Brug af uret til at gøre stoffer mere effektive
Forskere oprettede en database for de daglige cirkadiske rytmer af genetisk aktivitet. Resultaterne kan hjælpe lægerne med at aflevere lægemidler i overensstemmelse med en persons kropsur og øge behandlingen for hjerte-kar-sygdomme og andre tilstande.
Vores døgnrytme eller kropsur regulerer vigtige aspekter af vores sundhed og hverdag.
Vores kropsur styrer søvn-vågne cyklusser, fordøjelse og kropstemperatur blandt flere andre funktioner.
Forskere har bundet afbrydelse af ens døgnrytme til en række fysiske lidelser, såsom diabetes og fedme, samt nogle mentale sundhedsmæssige forhold, såsom depression og bipolar lidelse.
For nylig har forskere fundet forbindelser mellem forstyrrelser i søvn-vågecyklus og starten på Alzheimers sygdom.
Omvendt bruger specialister kronoterapi - eller processen med gradvis at justere en persons sengetid og vågne tid - til at aflevere lægemidler, så det falder i tråd med døgnrytme.
Under tilstande som hjerte-kar-sygdomme eller forhøjet blodtryk har kronoterapi for eksempel vist sig nyttigt, fordi nogle hjerte-kar-sygdomme - såsom hjerteanfald, angina og slagtilfælde - har en højere forekomst om morgenen.
Nyere forskning antyder også, at vores kropsur - eller indsamlingen af proteiner, der interagerer i celler, regulerer cellulær aktivitet og deres tilsvarende genetiske udtryk - spiller en nøglerolle i kræft, og at kronoterapi kan øge effektiviteten af kræftbehandling.
I denne sammenhæng ledede forskere ledet af John Hogenesch, Ph.D. - en cirkadisk biolog i afdelingerne for human genetik og immunobiologi ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center i Ohio - satte sig for at oprette en database med daglige genetiske rytmer.
Nogle af disse gener kan kontrollere aktiviteten af lægemidler, hvilket giver et vigtigt bidrag til det voksende felt inden for cirkadisk medicin.
Forskerne beskriver deres indsats i tidsskriftet Videnskabelig translationel medicin, og Marc Ruben, Ph.D., er den første forfatter af papiret.
Brug af cykelgener som lægemiddelmål
Hogenesch og team oprettede en computeralgoritme kaldet cykelbestilling efter periodisk struktur for at undersøge, hvordan døgnrytme styrer de ændringer i genaktivitet, der opstår i løbet af dagen.
Specifikt brugte forskerne algoritmen til at undersøge gen-til-væv-interaktioner mellem tusindvis af gener i væv fra over 630 menneskelige deltagere.
Af alle de undersøgte gener udtrykte 917 proteiner, der hjælper med at metabolisere og absorbere stoffer, eller som selv er lægemiddelmål.
"Samlet set forbinder dette tusinder af forskellige lægemidler, både godkendte og eksperimentelle, med næsten 1.000 cyklusgener [...] Vi fandt ud af, at gener, der cykler i det menneskelige kardiovaskulære system, er målrettet af mange af disse stoffer."
Marc Ruben, ph.d.
Ifølge undersøgelsesforfatterne blev det fundet, at generne til 136 lægemiddelmål cyklede rytmisk i mindst et af de følgende fire hjertevæv: atriumkammeret, aorta, kranspulsåren og den tibiale arterie.
”Vi identificerede rytmer i genekspression på tværs af kroppen i en stor og forskelligartet gruppe mennesker,” forklarer Hogenesch. "Det betyder ikke noget, om du er mand, kvinde, ung eller gammel, eller hvad din etnicitet er, din krops interne ur regulerer halvdelen af dit genom."
”Dette inkluderer lægemiddelmetaboliserende enzymer, transportører og mål,” siger han. "Nu lærer vi, hvilke lægemidler der rammer urregulerede produkter og kan have gavn af at optimere administrationstiden hos mennesker."
Hogenesch advarer om, at der kræves mere forskning, inden resultaterne kan anvendes til klinisk praksis.
Men ”Da de fleste af disse lægemidler er sikre og godkendte, bør denne proces gå meget hurtigere end traditionel lægemiddelopdagelse, som kan tage et årti eller mere,” konkluderer han.
