Використання годинника тіла для підвищення ефективності ліків
Дослідники створили базу даних щодо добових циркадних ритмів генетичної активності. Результати можуть допомогти лікарям встановити час доставки ліків відповідно до годинника людини, активізуючи лікування серцево-судинних захворювань та інших станів.
Наш добовий ритм, або годинник тіла, регулює ключові аспекти нашого здоров’я та повсякденного життя.
Наші годинники на тілі, серед інших функцій, контролюють цикли сну і неспання, травлення та температуру тіла.
Вчені пов’язали порушення з циркадним ритмом із низкою фізичних розладів, таких як діабет та ожиріння, а також деякі психічні стани, такі як депресія та біполярний розлад.
Зовсім недавно вчені виявили зв’язок між порушеннями циклу сну і неспання та початком хвороби Альцгеймера.
І навпаки, спеціалісти використовують хронотерапію - або процес поступового регулювання часу сну та неспання людини - для приурочення часу доставки ліків так, щоб вона відповідала циркадним змінам.
Наприклад, при таких захворюваннях, як серцево-судинні захворювання або високий кров'яний тиск, хронотерапія виявилася корисною, оскільки деякі серцево-судинні захворювання, такі як інфаркти, стенокардія та інсульт, мають більшу частоту вранці.
Більш пізні дослідження також показують, що наш годинник на тілі - або збір білків, які взаємодіють всередині клітин, регулюючи клітинну активність та відповідні їм генетичні прояви - відіграють ключову роль у раку, і що хронотерапія може підвищити ефективність лікування раку.
У цьому контексті дослідники під керівництвом Джона Хогенеша, доктора філософії - циркадний біолог у відділах генетики та імунобіології людини Медичного центру дитячої лікарні Цинциннаті в штаті Огайо - створив базу даних про щоденні генетичні ритми.
Деякі з цих генів можуть контролювати активність ліків, що робить важливий внесок у зростаючу область циркадної медицини.
Дослідники детально описують свої зусилля в журналі Наука поступальної медицини, і Марк Рубен, доктор філософії, є першим автором статті.
Використання велосипедних генів як наркотичних мішеней
Хогенеш і команда створили комп'ютерний алгоритм, який називається циклічним упорядкуванням за періодичною структурою, щоб вивчити, як циркадні ритми контролюють зміни в генній активності, що відбуваються протягом дня.
Зокрема, дослідники використовували алгоритм для вивчення взаємодії генів із тканинами тисяч генів у тканинах понад 630 учасників.
З усіх досліджених генів 917 експресували білки, які допомагають метаболізувати та всмоктувати ліки, або які самі є мішенями для наркотиків.
«Загалом це пов’язує тисячі різних лікарських засобів, як затверджених, так і експериментальних, з майже 1000 генами, що рухаються на велосипеді […] Ми виявили, що гени, що циркулюють у серцево-судинній системі людини, націлені на багато з цих препаратів».
Марк Рубен, доктор філософії
Згідно з даними авторів дослідження, було встановлено, що гени 136 лікарських мішеней ритмічно кружляють принаймні в одній із наступних чотирьох тканин серця: передсердя, аорта, коронарна артерія та великогомілкова артерія.
"Ми визначили ритми експресії генів у тілі у великої та різноманітної групи людей", - пояснює Хогенеш. "Не має значення чоловіки, жінки, молоді чи старі, чи вашої етнічної приналежності, внутрішні годинники вашого тіла регулюють половину вашого геному".
"Це включає ферменти, що метаболізують наркотики, транспортери та мішені", - говорить він. "Зараз ми дізнаємось, які ліки потрапляють на продукти, що регулюються годинником, і можуть отримати користь від оптимізації часу введення у людей".
Хогенеш застерігає, що перед застосуванням висновків до клінічної практики необхідні додаткові дослідження.
Однак, "оскільки більшість з цих препаратів є безпечними та схваленими, цей процес повинен йти набагато швидше, ніж традиційне відкриття наркотиків, яке може зайняти десять років і більше", - підсумовує він.
