Bruke kroppsklokken for å gjøre medisiner mer effektive
Forskere opprettet en database for de daglige sirkadiske rytmene til genetisk aktivitet. Funnene kan hjelpe leger med å avlevere legemidler i samsvar med kroppens klokke, noe som øker behandlingen for hjerte- og karsykdommer og andre forhold.
Vår døgnrytme, eller kroppsklokke, regulerer viktige aspekter av helsen og hverdagen.
Kroppsklokken vår styrer søvn-våknesykluser, fordøyelse og kroppstemperatur, blant flere andre funksjoner.
Forskere har knyttet forstyrrelser til ens døgnrytme til en rekke fysiske forstyrrelser, for eksempel diabetes og fedme, samt noen psykiske helsemessige forhold, som depresjon og bipolar lidelse.
Mer nylig har forskere funnet sammenhenger mellom forstyrrelser i søvn-våknesyklus og utbruddet av Alzheimers sykdom.
Omvendt bruker spesialister kronoterapi - eller prosessen med gradvis å justere en persons sengetid og våken tid - for å avtale levering av medisiner slik at den faller i tråd med døgnendringsendringer.
I tilstander som hjerte- og karsykdommer eller høyt blodtrykk har kronoterapi for eksempel vist seg nyttig fordi noen kardiovaskulære sykdommer - som hjerteinfarkt, angina og hjerneslag - har en høyere forekomst om morgenen.
Nyere forskning antyder også at kroppsklokken vår - eller samlingen av proteiner som samhandler i celler, regulerer mobilaktivitet og deres tilsvarende genetiske uttrykk - spiller en nøkkelrolle i kreft, og at kronoterapi kan øke effektiviteten av kreftbehandling.
I denne sammenhengen ledet forskere ledet av John Hogenesch, Ph.D. - en sirkadisk biolog i divisjonene for human genetikk og immunbiologi ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center i Ohio - satte seg for å lage en database med daglige genetiske rytmer.
Noen av disse genene kan kontrollere aktiviteten til medikamenter, noe som gir et viktig bidrag til det voksende feltet sirkadisk medisin.
Forskerne detaljerer sin innsats i tidsskriftet Science Translational Medicine, og Marc Ruben, Ph.D., er den første forfatteren av papiret.
Bruke sykkelgener som medikamentmål
Hogenesch og team opprettet en datalgoritme kalt syklingordning etter periodisk struktur for å studere hvordan døgnrytmer styrer endringene i genaktivitet som oppstår gjennom dagen.
Spesielt brukte forskerne algoritmen til å studere gen-til-vev-interaksjoner av tusenvis av gener i vevet til over 630 menneskelige deltakere.
Av alle studerte gener uttrykte 917 proteiner som hjelper til med å metabolisere og absorbere medisiner, eller som er legemiddelmål i seg selv.
"Samlet sett forbinder dette tusenvis av forskjellige medikamenter, både godkjente og eksperimentelle, med nesten 1000 sykkelgener [...] Vi fant at gener som sykler i det menneskelige kardiovaskulære systemet er målrettet av mange av disse stoffene."
Marc Ruben, Ph.D.
Ifølge studieforfatterne ble det funnet at genene for 136 medikamentmål syklet rytmisk i minst ett av følgende fire hjertevev: atrialkammeret, aorta, kranspulsåren og tibialarterien.
"Vi identifiserte rytmer i genuttrykk over hele kroppen i en stor og mangfoldig gruppe mennesker," forklarer Hogenesch. "Det spiller ingen rolle om du er mann, kvinne, ung eller gammel, eller hva din etnisitet er, kroppens indre klokke regulerer halvparten av genomet ditt."
"Dette inkluderer narkotikametaboliserende enzymer, transportører og mål," sier han. "Nå lærer vi hvilke medisiner som treffer klokkeregulerte produkter og kan ha nytte av å optimalisere administrasjonstiden hos mennesker."
Hogenesch advarer om at det kreves mer forskning før funnene kan brukes på klinisk praksis.
Imidlertid, "Siden de fleste av disse medikamentene er trygge og godkjente, bør denne prosessen gå mye raskere enn tradisjonell medisinfunn, som kan ta et tiår eller mer," avslutter han.
