Các nhà khoa học có thể đã tìm ra 'thời điểm tốt nhất' để sử dụng thuốc hóa trị
Theo nghiên cứu mới về đồng hồ sinh học và sửa chữa DNA, thời điểm tốt nhất trong ngày để cung cấp thuốc hóa trị cisplatin cho những người bị ung thư có thể là khi mô khỏe mạnh của họ đang bận rộn sửa chữa các DNA bị hư hỏng.
Nghiên cứu, hiện được xuất bản trong PNAS, là người đầu tiên lập bản đồ sửa chữa DNA trong toàn bộ bộ gen của động vật có vú trong 24 giờ sau khi điều trị bằng cisplatin.
Các nhà nghiên cứu đằng sau nghiên cứu đã lập bản đồ sửa chữa DNA trong bộ gen của chuột, xác định các gen và thời gian cụ thể.
“Chúng tôi đã tìm thấy,” tác giả nghiên cứu cao cấp Aziz Sancar, giáo sư hóa sinh và lý sinh tại Đại học Bắc Carolina ở Chapel Hill, giải thích, “[rằng] có gần 2.000 gen, các phần khác nhau của chúng được sửa chữa vào những thời điểm khác nhau. trong ngày, tùy thuộc vào gen. "
Đối với chuột, có vẻ như thời gian bận rộn nhất để sửa chữa DNA trong mô khỏe mạnh là trước bình minh và trước hoàng hôn.
Sửa chữa DNA và đồng hồ sinh học
Giáo sư Sancar - người đã giành giải Nobel Hóa học năm 2015 cho công trình nghiên cứu “nghiên cứu cơ học của quá trình sửa chữa DNA” - cho rằng chúng ta có thể cải thiện phương pháp điều trị ung thư bằng cách hiểu rõ hơn cách sửa chữa DNA và đồng hồ sinh học hoạt động cùng nhau “trong toàn bộ hệ gen và trong nhiều Nội tạng."
Tất cả các sinh vật đều có đồng hồ sinh học dưới dạng các protein cụ thể bên trong mỗi tế bào của gần như mọi cơ quan và mô.
Các gen mã hóa và kiểm soát các protein đồng hồ sinh học tương tự nhau trên nhiều loài - từ nấm đến ruồi giấm và chuột cho đến người.
Chúng điều chỉnh tất cả các quá trình sinh học tuân theo một mô hình khoảng 24 giờ hàng ngày, hoặc nhịp sinh học, và chúng rất quan trọng đối với hoạt động lành mạnh của các cơ quan và mô.
Tuy nhiên, hiện tại, chúng ta biết rất ít về tác động qua lại giữa các gen đồng hồ sinh học và các quá trình phân tử khác, chẳng hạn như sửa chữa DNA, diễn ra mọi lúc trong cơ thể vì nó tự bảo vệ chống lại sự phá hủy DNA - chẳng hạn như gây ra bởi tia cực tím. .
Cisplatin và chronotherapy
Cisplatin là một loại thuốc hóa trị được sử dụng rộng rãi trong điều trị nhiều bệnh ung thư, bao gồm ung thư buồng trứng, ung thư phổi, ung thư bàng quang, ung thư tinh hoàn và ung thư đầu và cổ. Nó giết chết các tế bào ung thư bằng cách làm hỏng DNA, phá vỡ quá trình sửa chữa DNA và khiến các tế bào tự sát.
Thật không may, tính hữu dụng của thuốc bị hạn chế bởi các tác dụng phụ nghiêm trọng - đặc biệt là độc đối với gan, thận, não và phần còn lại của hệ thần kinh.
Các nhà nghiên cứu rất muốn tìm cách giảm tác dụng phụ của điều trị bằng cisplatin. Một lĩnh vực tương đối mới đang theo đuổi mục tiêu này là liệu pháp chronotherapy, một phương pháp trong đó các loại thuốc được đưa ra vào một thời điểm phù hợp với đồng hồ sinh học.
Các nghiên cứu đã gợi ý rằng liệu pháp chronotherapy có thể có hiệu quả trong việc điều trị các bệnh như động kinh, ợ chua và hen suyễn, trong số những bệnh khác.
Liệu pháp điều trị bằng thuốc chống ung thư đã là chủ đề của một số nghiên cứu. Những người này đã tìm cách thiết lập thời gian tốt nhất trong ngày mà thuốc có tác dụng chống ung thư tối đa và tác dụng phụ tối thiểu.
Cho đến nay, kết quả của các nghiên cứu “liệu pháp thời gian” như vậy thật đáng thất vọng. Nhưng GS Sancar tin rằng lỗi có thể nằm ở chỗ những nghiên cứu này đã thực hiện theo cách tiếp cận “thực nghiệm”, với việc các bác sĩ cho thuốc vào các thời điểm khác nhau trong ngày và sau đó ghi nhận loại thuốc nào mang lại kết quả tốt nhất.
Một cách tiếp cận có tính đến thời gian sửa chữa DNA - một quá trình sinh học quan trọng trong ung thư và các tế bào bình thường - có thể thành công hơn. Đây là góc mà Giáo sư Sancar và các đồng nghiệp đã quyết định khám phá.
Sửa chữa bộ gen được dẫn dắt bởi hai đồng hồ sinh học
Trong nghiên cứu mới của mình, họ phát hiện ra rằng “việc sửa chữa bộ gen được kiểm soát bởi hai chương trình sinh học”. Một chương trình liên quan đến việc phiên mã gen, chương trình kia thì không.
Phiên mã là cơ chế mà mã được giữ trong bộ gen được chuyển đến tế bào bằng cách phiên mã nó từ chuỗi xoắn kép DNA thành một sợi đơn RNA. Mã chứa các hướng dẫn để tạo ra một protein hoặc để điều chỉnh một quá trình tế bào.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng việc sửa chữa DNA của các phần được phiên mã của gen hoạt động mạnh nhất ngay trước bình minh hoặc ngay trước khi hoàng hôn, trong khi việc sửa chữa DNA của các phần không được phiên mã thường hoạt động mạnh nhất ngay trước khi hoàng hôn.
Giáo sư Sancar nói rằng họ vẫn còn rất nhiều điều để tìm hiểu về cách đồng hồ sinh học tương tác với “các cơ chế cơ bản của quá trình sửa chữa DNA”.
Tuy nhiên, ông và nhóm của mình tin rằng nhiều kiến thức hơn về sự tương tác này có thể quan trọng để làm chậm quá trình ung thư bằng cách tối ưu hóa hóa trị trong khi giảm tác dụng phụ của nó.
“Công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tốt nhất có thể là cung cấp cisplatin cho bệnh nhân khi quá trình sửa chữa DNA tế bào bình thường của họ đang ở mức đỉnh cao.”
GS Aziz Sancar
