Este posibil ca oamenii de știință să fi găsit „cel mai bun moment” pentru administrarea chimio-medicamentelor
Cel mai bun moment al zilei pentru administrarea medicamentului chimioterapic cisplatină persoanelor cu cancer ar putea fi atunci când țesutul lor sănătos este ocupat cu remedierea ADN-ului deteriorat, potrivit noilor cercetări privind ceasurile biologice și repararea ADN-ului.
Studiul, publicat acum în PNAS, este primul care a cartografiat repararea ADN-ului în totalitatea genomului unui mamifer în 24 de ore după tratamentul cu cisplatină.
Cercetătorii din spatele studiului au cartografiat repararea ADN-ului într-un genom al șoarecilor, identificând genele și momentele specifice.
„Am constatat,” explică autorul principal al studiului Aziz Sancar, care este profesor de biochimie și biofizică la Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill, „[că] există aproape 2.000 de gene, din care diferite părți sunt reparate în momente diferite a zilei, în funcție de genă. "
Pentru un șoarece, se pare că cel mai aglomerat moment pentru repararea ADN-ului în țesuturile sănătoase este înainte de zori și înainte de amurg.
Repararea ADN-ului și ceasurile biologice
Prof. Sancar - care a câștigat Premiul Nobel pentru chimie în 2015 pentru munca sa privind „studiile mecaniciste de reparare a ADN-ului” - consideră că putem îmbunătăți tratamentele împotriva cancerului prin înțelegerea mai bună a modului în care repararea ADN-ului și ceasurile biologice funcționează împreună „în întregul genom și organe. ”
Toate organismele au ceasuri biologice sub formă de proteine specifice în interiorul fiecărei celule din aproape fiecare organ și țesut.
Genele care codifică și controlează proteinele biologice ale ceasului sunt similare într-o gamă largă de specii - de la ciuperci la muște de fructe și șoareci la oameni.
Reglează toate procesele biologice care urmează un model zilnic de aproximativ 24 de ore sau ritm circadian și sunt cruciale pentru o funcționare sănătoasă a organelor și a țesuturilor.
Cu toate acestea, în prezent, știm puțin despre interacțiunea dintre genele ceasului biologic și alte procese moleculare, cum ar fi repararea ADN-ului, care are loc tot timpul în corp, deoarece se apără împotriva deteriorării ADN-ului - cum ar fi cel cauzat de lumina ultravioletă. .
Cisplatină și cronoterapie
Cisplatina este un medicament pentru chimioterapie utilizat pe scară largă în tratamentul multor tipuri de cancer, inclusiv cancerul ovarian, cancerul pulmonar, cancerul vezicii urinare, cancerul testicular și cancerul de cap și gât. Omoară celulele canceroase prin deteriorarea ADN-ului, întreruperea reparării ADN-ului și provocarea sinuciderii celulelor.
Din păcate, utilitatea medicamentului este limitată de efecte secundare severe - în special, este toxică pentru ficat, rinichi, creier și restul sistemului nervos.
Cercetătorii sunt dornici să găsească modalități de a reduce efectele secundare ale tratamentului cu cisplatină. Un domeniu relativ nou care urmărește acest obiectiv este cronoterapia, o abordare în care medicamentele sunt administrate la un moment dat pentru a se potrivi cu ceasul biologic.
Studiile au sugerat că cronoterapia ar putea fi eficientă pentru tratamentul unor afecțiuni precum epilepsie, arsuri la stomac și astm, printre altele.
Cronoterapia pentru medicamente anti-cancer a făcut deja obiectul mai multor studii. Acestea au căutat să stabilească cel mai bun moment al zilei în care medicamentul are efecte anti-cancer maxime și efecte secundare minime.
Până în prezent, rezultatele unor astfel de studii de „cronochimioterapie” au fost dezamăgitoare. Însă prof. Sancar consideră că vina ar putea sta în faptul că aceste studii au adoptat o abordare „empirică”, medicii administrând medicamentele în diferite momente ale zilei și apoi notând care au produs cele mai bune rezultate.
O abordare care ia în considerare momentele de reparare a ADN - un proces biologic cheie în cancer și celulele normale - ar putea avea mai mult succes. Acesta este unghiul pe care prof. Sancar și colegii au decis să-l exploreze.
Repararea genomului condusă de două ceasuri biologice
În noul lor studiu, au descoperit că „repararea genomului este controlată de două programe circadiene”. Un program se referă la transcrierea genelor, iar celălalt nu.
Transcrierea este mecanismul prin care codul deținut în genom este livrat celulei prin transcrierea acestuia din dubla helix ADN într-o singură catena de ARN. Codul conține instrucțiuni fie pentru fabricarea unei proteine, fie pentru reglarea procesului celular.
Oamenii de știință au descoperit că repararea ADN a părților transcrise ale genelor a fost cea mai activă chiar înainte de zori sau chiar înainte de amurg, în timp ce repararea ADN a părților netranscrise a fost de obicei cea mai activă chiar înainte de amurg.
Prof. Sancar spune că încă mai au multe de învățat despre modul în care ceasurile biologice interacționează cu „mecanismele de bază ale reparării ADN-ului”.
Cu toate acestea, el și echipa sa consideră că mai multe cunoștințe despre această interacțiune ar putea fi importante pentru încetinirea cancerului prin optimizarea chimioterapiei, reducând în același timp efectele sale secundare.
Lucrarea noastra sugereaza ca ar putea fi cel mai bine sa oferim cisplatina pacientilor atunci cand reparatia lor normala a ADN-ului celular este la apogeu.
Prof. Aziz Sancar
