Sử dụng đồng hồ cơ thể để làm cho thuốc hiệu quả hơn
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cơ sở dữ liệu về nhịp sinh học hàng ngày của hoạt động di truyền. Phát hiện này có thể giúp các bác sĩ sắp xếp thời gian phân phối thuốc phù hợp với đồng hồ cơ thể của một người, thúc đẩy quá trình điều trị bệnh tim mạch và các tình trạng khác.
Nhịp sinh học, hay đồng hồ cơ thể, điều chỉnh các khía cạnh chính của sức khỏe và cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Đồng hồ cơ thể của chúng ta kiểm soát chu kỳ ngủ-thức, tiêu hóa và nhiệt độ cơ thể, cùng một số chức năng khác.
Các nhà khoa học đã gắn sự gián đoạn nhịp sinh học của một người với một loạt các rối loạn thể chất, chẳng hạn như bệnh tiểu đường và béo phì, cũng như một số tình trạng sức khỏe tâm thần, chẳng hạn như trầm cảm và rối loạn lưỡng cực.
Gần đây hơn, các nhà khoa học đã tìm thấy mối liên hệ giữa sự gián đoạn chu kỳ ngủ-thức và sự khởi phát của bệnh Alzheimer.
Ngược lại, các bác sĩ chuyên khoa sử dụng liệu pháp chronotherapy - hoặc quá trình điều chỉnh dần dần thời gian đi ngủ và thức dậy của một người - để sắp xếp thời gian phân phối thuốc sao cho phù hợp với những thay đổi trong sinh học.
Ví dụ, trong các tình trạng như bệnh tim mạch hoặc huyết áp cao, liệu pháp chronotherapy đã được chứng minh là hữu ích vì một số bệnh tim mạch - chẳng hạn như đau tim, đau thắt ngực và đột quỵ - có tỷ lệ mắc bệnh cao hơn vào buổi sáng.
Nhiều nghiên cứu gần đây cũng cho thấy rằng đồng hồ cơ thể của chúng ta - hoặc tập hợp các protein tương tác trong tế bào, điều chỉnh hoạt động của tế bào và các biểu hiện di truyền tương ứng của chúng - đóng một vai trò quan trọng trong bệnh ung thư và liệu pháp chronotherapy có thể tăng hiệu quả điều trị ung thư.
Trong bối cảnh này, các nhà nghiên cứu do John Hogenesch, Ph.D. - một nhà sinh học tuần hoàn tại Phòng Di truyền Người và Sinh học Miễn dịch tại Trung tâm Y tế Bệnh viện Nhi đồng Cincinnati ở Ohio - bắt đầu tạo ra một cơ sở dữ liệu về nhịp điệu di truyền hàng ngày.
Một số gen này có thể kiểm soát hoạt động của thuốc, góp phần quan trọng vào lĩnh vực y học sinh học ngày càng phát triển.
Các nhà nghiên cứu nêu chi tiết những nỗ lực của họ trong tạp chí Khoa học dịch thuật y học, và Marc Ruben, Ph.D., là tác giả đầu tiên của bài báo.
Sử dụng gen chu kỳ làm mục tiêu thuốc
Hogenesch và nhóm đã tạo ra một thuật toán máy tính được gọi là sắp xếp chu kỳ theo cấu trúc tuần hoàn để nghiên cứu cách nhịp sinh học kiểm soát những thay đổi trong hoạt động gen diễn ra trong ngày.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thuật toán để nghiên cứu sự tương tác giữa gen với mô của hàng nghìn gen trong mô của hơn 630 người tham gia.
Trong số tất cả các gen được nghiên cứu, 917 loại protein biểu hiện giúp chuyển hóa và hấp thụ thuốc, hoặc chính là mục tiêu của thuốc.
“Nhìn chung, điều này kết nối hàng nghìn loại thuốc khác nhau, cả đã được phê duyệt và thử nghiệm, với gần 1.000 gen chu kỳ […] Chúng tôi nhận thấy rằng các gen quay vòng trong hệ thống tim mạch của con người là mục tiêu của nhiều loại thuốc này.”
Marc Ruben, Ph.D.
Theo các tác giả nghiên cứu, các gen của 136 mục tiêu thuốc được tìm thấy chu kỳ nhịp nhàng ở ít nhất một trong bốn mô tim sau: buồng tâm nhĩ, động mạch chủ, động mạch vành và động mạch chày.
Hogenesch giải thích: “Chúng tôi đã xác định được nhịp điệu trong biểu hiện gen trên cơ thể trong một nhóm người đa dạng và lớn. “Không quan trọng bạn là nam, nữ, trẻ hay già hay dân tộc của bạn là gì, đồng hồ bên trong cơ thể bạn điều chỉnh một nửa bộ gen của bạn”.
Ông nói: “Điều này bao gồm các enzym chuyển hóa thuốc, chất vận chuyển và mục tiêu. “Bây giờ chúng tôi đang tìm hiểu loại thuốc nào có tác dụng với các sản phẩm được điều chỉnh bằng đồng hồ và có thể có lợi từ việc tối ưu hóa thời gian dùng thuốc ở người”
Hogenesch cảnh báo rằng cần phải nghiên cứu thêm trước khi các phát hiện có thể được áp dụng vào thực hành lâm sàng.
Tuy nhiên, “Vì hầu hết các loại thuốc này đều an toàn và đã được phê duyệt, nên quá trình này sẽ diễn ra nhanh hơn nhiều so với việc phát hiện ra các loại thuốc truyền thống, có thể mất một thập kỷ hoặc hơn,” ông kết luận.
