Kehon kellon käyttäminen lääkkeiden tehostamiseksi
Tutkijat loivat tietokannan geneettisen toiminnan päivittäisiin vuorokausirytmeihin. Tulokset voivat auttaa lääkäreitä ajastamaan lääkkeiden toimittamisen henkilön kehon kellon mukaan, mikä lisää sydän- ja verisuonitautien ja muiden sairauksien hoitoa.
Vuorokausirytmimme eli kehon kellomme säätelee terveydemme ja jokapäiväisen elämämme tärkeimpiä näkökohtia.
Kehokellomme ohjaa unen ja herätyksen jaksoja, ruoansulatusta ja kehon lämpötilaa useiden muiden toimintojen ohella.
Tutkijat ovat sitoneet häiriöt vuorokausirytmiin erilaisiin fyysisiin häiriöihin, kuten diabetekseen ja liikalihavuuteen, sekä joihinkin mielenterveysolosuhteisiin, kuten masennukseen ja kaksisuuntaiseen mielialahäiriöön.
Viime aikoina tutkijat ovat löytäneet yhteyksiä unen ja herätyksen jaksojen häiriöiden ja Alzheimerin taudin puhkeamisen välillä.
Päinvastoin, asiantuntijat käyttävät kronoterapiaa - tai prosessia, jolla sopeutetaan asteittain henkilön nukkumaanmenoaikaa ja herätysaikaa - huumausaineiden toimittamisen ajoittamiseksi niin, että se vastaa vuorokausimuutoksia.
Esimerkiksi sydän- ja verisuonitautien tai korkean verenpaineen kaltaisissa olosuhteissa kronoterapia on osoittautunut hyödylliseksi, koska joillakin sydän- ja verisuonisairauksilla - kuten sydänkohtaukset, angina pectoris ja aivohalvaus - esiintyy enemmän aamulla.
Tuoreemmat tutkimukset viittaavat myös siihen, että kehon kellolla - tai proteiinien kokoelmalla, jotka ovat vuorovaikutuksessa solujen sisällä, säätelemällä solujen aktiivisuutta ja niitä vastaavia geneettisiä ilmentymiä - on keskeinen rooli syövässä ja että kronoterapia voi lisätä syöpähoidon tehokkuutta.
Tässä yhteydessä tutkijat, johtajana John Hogenesch, Ph.D. - vuorokausibiologi ihmisgenetiikan ja immunobiologian divisioonissa Cincinnatin lasten sairaalan lääketieteellisessä keskuksessa Ohiossa - aikoi luoda tietokannan päivittäisistä geneettisistä rytmeistä.
Jotkut näistä geeneistä voivat hallita lääkkeiden aktiivisuutta, mikä edistää merkittävästi vuorokausilääketieteen kasvavaa kenttää.
Tutkijat kuvaavat ponnistelujaan lehdessä Tiede Translational Medicine, ja tohtori Marc Ruben on paperin ensimmäinen kirjoittaja.
Pyöräilygeenien käyttö lääkekohteina
Hogenesch ja tiimi loivat tietokonealgoritmin, jota kutsutaan pyöräilyjärjestykseksi jaksollisen rakenteen mukaan tutkiakseen, kuinka vuorokausirytmit hallitsevat päivän aikana tapahtuvia muutoksia geeniaktiivisuudessa.
Erityisesti tutkijat käyttivät algoritmia tutkiakseen tuhansien geenien välisiä vuorovaikutuksia tuhansien geenien kanssa yli 630 ihmisen osanottajan kudoksissa.
Kaikista tutkituista geeneistä 917 ilmentää proteiineja, jotka auttavat metaboloitumaan ja imemään lääkkeitä tai jotka ovat itse lääkekohteita.
"Kaiken kaikkiaan tämä yhdistää tuhansia erilaisia lääkkeitä, sekä hyväksyttyjä että kokeellisia, lähes 1 000 pyöräilygeeniin […]. Havaitsimme, että monet näistä lääkkeistä kohdistuvat ihmisen sydän- ja verisuonijärjestelmässä kiertäviin geeneihin."
Marc Ruben, Ph.D.
Tutkimuksen tekijöiden mukaan 136 lääkekohteen geenien havaittiin kiertävän rytmisesti ainakin yhdessä seuraavista neljästä sydänkudoksesta: eteiskammiosta, aortasta, sepelvaltimosta ja sääriluun valtimosta.
"Tunnistimme geenien ilmentymisen rytmit koko kehossa suuressa ja monipuolisessa ihmisryhmässä", Hogenesch selittää. "Ei ole väliä oletko mies, nainen, nuori tai vanha tai mikä etninen taustasi on, kehosi sisäinen kello säätelee puolet genomistasi."
"Tämä sisältää lääkkeitä metaboloivia entsyymejä, kuljettajia ja kohteita", hän sanoo. "Nyt opimme, mitkä lääkkeet osuvat kellosäädeltyihin tuotteisiin ja voivat hyötyä ihmisten hallinnon ajan optimoinnista."
Hogenesch varoittaa, että tarvitaan enemmän tutkimusta, ennen kuin tuloksia voidaan soveltaa kliiniseen käytäntöön.
"Koska suurin osa näistä lääkkeistä on turvallisia ja hyväksyttyjä, tämän prosessin pitäisi mennä paljon nopeammin kuin perinteinen lääkkeiden löytäminen, joka voi viedä vuosikymmenen tai enemmän", hän päättelee.
