Възможно е учените да са намерили „най-доброто време“ за прилагане на химио лекарства

Най-доброто време на деня за даване на химиотерапевтичното лекарство цисплатин на хора с рак може да бъде, когато здравата им тъкан е заета да поправя увредена ДНК, според ново изследване върху биологичните часовници и възстановяването на ДНК.

Даването на цисплатин на пациенти с рак в определено време на деня може да намали страничните ефекти.

Изследването, публикувано в PNAS, е първият, който картографира възстановяването на ДНК в целия геном на бозайник за 24 часа след лечението с цисплатин.

Изследователите, които стоят зад проучването, са картографирали възстановяването на ДНК в геном на мишка, идентифицирайки специфични гени и времена.

„Открихме - обяснява старшият автор на изследването Азиз Санкар, който е професор по биохимия и биофизика в Университета на Северна Каролина в Чапъл Хил,„ [че] има близо 2000 гена, различни части от които се ремонтират по различно време на ден, в зависимост от гена. "

За мишка изглежда, че най-натовареното време за възстановяване на ДНК в здрава тъкан е преди зазоряване и преди здрач.

ДНК възстановяване и биологични часовници

Проф. Санчар - спечелил Нобелова награда за химия за 2015 г. за работата си по „механистичните изследвания на възстановяването на ДНК“ - смята, че можем да подобрим лечението на рака, като разберем по-добре как ДНК репарацията и биологичните часовници работят заедно „в целия геном и в различни органи. "

Всички организми имат биологични часовници под формата на специфични протеини във всяка клетка на почти всеки орган и тъкан.

Гените, които кодират и контролират биологичните протеини на часовника, са сходни при широк спектър от видове - от гъбички до плодни мухи и мишки до хора.

Те регулират всички биологични процеси, които следват приблизително 24-часов ежедневен режим или циркаден ритъм, и са от решаващо значение за здравословното функциониране на органите и тъканите.

Понастоящем обаче знаем малко за взаимодействието между биологичните гени на часовника и други молекулярни процеси, като възстановяването на ДНК, което се случва през цялото време в тялото, докато се защитава от увреждане на ДНК - като това, причинено от ултравиолетова светлина .

Цисплатин и хронотерапия

Цисплатин е химиотерапевтично лекарство, широко използвано при лечението на много видове рак, включително рак на яйчниците, рак на белия дроб, рак на пикочния мехур, рак на тестисите и рак на главата и шията. Той убива раковите клетки, като уврежда ДНК, нарушава възстановяването на ДНК и кара клетките да се самоубиват.

За съжаление, полезността на лекарството е ограничена от тежки странични ефекти - по-специално, той е токсичен за черния дроб, бъбреците, мозъка и останалата част на нервната система.

Изследователите искат да намерят начини за намаляване на страничните ефекти от лечението с цисплатин. Сравнително нова област, която преследва тази цел, е хронотерапията, подход, при който лекарствата се дават наведнъж, за да отговарят на биологичния часовник.

Изследванията предполагат, че хронотерапията може да бъде ефективна за лечение на състояния като епилепсия, киселини и астма, наред с други.

Хронотерапията за противоракови лекарства вече е обект на няколко проучвания. Те се стремят да установят най-доброто време на деня, в което лекарството има максимални противоракови ефекти и минимални странични ефекти.

Досега резултатите от подобни изследвания на „хронохимиотерапията“ са разочароващи. Но проф. Санчар смята, че грешката може да се крие във факта, че тези изследвания са възприели „емпиричен“ подход, като лекарите са давали лекарствата в различно време на деня и след това са отбелязвали кои са дали най-добри резултати.

Подход, който отчита времената за възстановяване на ДНК - ключов биологичен процес при рак и нормални клетки - може да има по-голям успех. Това е ъгълът, който проф. Санкар и колегите са решили да изследват.

Ремонт на генома, воден от два биологични часовника

В новото си проучване те откриха, че „възстановяването на генома се контролира от две циркадни програми“. Едната програма се отнася до транскрипцията на гени, а другата не.

Транскрипцията е механизмът, чрез който кодът, съхраняван в генома, се доставя до клетката, като се транскрибира от двойната спирала на ДНК в единична верига на РНК. Кодът съдържа инструкции или за получаване на протеин, или за регулиране на клетъчния процес.

Учените открили, че ДНК възстановяването на транскрибираните части на гени е било най-активно непосредствено преди зазоряване или малко преди здрач, докато ДНК възстановяването на нетранскрибирани части обикновено е било най-активно непосредствено преди здрач.

Проф. Санчар казва, че тепърва трябва да научат много за това как биологичните часовници взаимодействат с „основните механизми за възстановяване на ДНК“.

Въпреки това, той и неговият екип вярват, че повече знания за това взаимодействие могат да бъдат важни за забавяне на рака чрез оптимизиране на химиотерапията, като същевременно се намалят неговите странични ефекти.

„Нашата работа предполага, че може да е най-добре да се дава цисплатин на пациенти, когато нормалното им възстановяване на ДНК е в зенита си.“

Проф. Азиз Санчар

none:  хипертония шизофрения мускулна дистрофия - ал