Mokslininkai galėjo rasti „geriausią laiką“ skirti chemoterapinius vaistus
Remiantis naujaisiais biologinių laikrodžių ir DNR atstatymo tyrimais, geriausias dienos laikas suteikti chemoterapinį vaistą cisplatiną vėžiu sergantiems žmonėms gali būti tada, kai jų sveiki audiniai yra užsiėmę taisydami pažeistą DNR.
Tyrimas, paskelbtas dabar PNAS, yra pirmasis, kuris per 24 valandas po gydymo cisplatina nustatė viso žinduolio genomo DNR atstatymą.
Tyrimo atlikėjai tyrinėjo DNR taisymą pelės genome, nustatydami specifinius genus ir laiką.
"Mes nustatėme", - paaiškina vyresnysis tyrimo autorius Azizas Sancaras, kuris yra biochemijos ir biofizikos profesorius Šiaurės Karolinos universitete Chapel Hill, "[kad] yra arti 2000 genų, kurių skirtingos dalys taisomos skirtingu metu dienos, atsižvelgiant į geną “.
Pelei atrodo, kad aktyviausias DNR atstatymo laikas sveikuose audiniuose yra prieš aušrą ir prieš sutemą.
DNR taisymas ir biologiniai laikrodžiai
Profesorius Sancaras, pelnęs 2015 m. Nobelio chemijos premiją už savo darbą atliekant „mechaninius DNR taisymo tyrimus“, mano, kad mes galime pagerinti vėžio gydymą, geriau suprasdami, kaip DNR taisymas ir biologiniai laikrodžiai veikia kartu “visame genome ir įvairiuose organai “.
Visi organizmai turi biologinius laikrodžius specifinių baltymų pavidalu kiekvienos beveik kiekvieno organo ir audinio ląstelėje.
Genai, koduojantys ir kontroliuojantys biologinius laikrodžio baltymus, yra panašūs įvairiausiose rūšyse - nuo grybų iki vaisių musių ir pelių bei žmonių.
Jie reguliuoja visus biologinius procesus, kurie vyksta maždaug per parą, arba paros ritmu, ir yra labai svarbūs sveikam organų ir audinių funkcionavimui.
Tačiau šiuo metu mes mažai žinome apie biologinio laikrodžio genų ir kitų molekulinių procesų, tokių kaip DNR atstatymas, sąveiką, kuri vyksta visą laiką organizme, kai jis ginasi nuo DNR pažeidimų - tokių, kuriuos sukelia ultravioletiniai spinduliai. .
Cisplatina ir chronoterapija
Cisplatina yra chemoterapinis vaistas, plačiai naudojamas daugelio vėžio rūšių gydymui, įskaitant kiaušidžių vėžį, plaučių vėžį, šlapimo pūslės vėžį, sėklidžių vėžį ir galvos bei kaklo vėžį. Jis naikina vėžines ląsteles, pažeisdamas DNR, sutrikdydamas DNR atkūrimą ir skatindamas ląsteles nusižudyti.
Deja, vaisto naudingumą riboja sunkus šalutinis poveikis - ypač toksinis kepenims, inkstams, smegenims ir likusiai nervų sistemai.
Mokslininkai nori rasti būdų, kaip sumažinti šalutinį gydymo cisplatina poveikį. Santykinai nauja sritis, kuria siekiama šio tikslo, yra chronoterapija - metodas, kai vaistai skiriami tuo metu, kad atitiktų biologinį laikrodį.
Tyrimai parodė, kad chronoterapija gali būti veiksminga gydant tokias ligas kaip epilepsija, rėmuo ir astma.
Priešvėžinių vaistų chronoterapija jau buvo atlikta keliuose tyrimuose. Jie siekė nustatyti geriausią dienos laiką, kai vaistas turi maksimalų priešvėžinį ir minimalų šalutinį poveikį.
Iki šiol tokių „chronochemoterapijos“ tyrimų rezultatai nuvylė. Tačiau prof. Sancaras mano, kad kaltė gali būti tame, kad šiuose tyrimuose buvo laikomasi „empirinio“ požiūrio, kai gydytojai skirdavo vaistus skirtingu paros metu ir tada pažymėdavo, kurie rezultatai buvo geriausi.
Metodas, kuriame atsižvelgiama į DNR atstatymo laiką - pagrindinį biologinį vėžinių ir normalių ląstelių procesą - gali būti sėkmingesnis. Tai kampas, kurį nusprendė ištirti prof. Sancaras ir jo kolegos.
Genomo taisymas, vedamas dviejų biologinių laikrodžių
Naujame tyrime jie atrado, kad „genomo taisymą kontroliuoja dvi paros programos“. Viena programa susijusi su genų transkripcija, o kita - ne.
Transkripcija yra mechanizmas, per kurį genome laikomas kodas perduodamas į ląstelę, perrašant jį iš DNR dvigubos spiralės į vieną RNR grandinę. Kode pateikiamos instrukcijos, kaip gaminti baltymą arba reguliuoti ląstelių procesą.
Mokslininkai atrado, kad transkribuotų genų dalių DNR taisymas buvo aktyviausias prieš pat aušrą arba prieš pat sutemą, tuo tarpu neperrašytų dalių DNR taisymas buvo aktyviausias prieš pat sutemą.
Prof. Sancaras sako, kad jie vis dar turi daug sužinoti apie tai, kaip biologiniai laikrodžiai sąveikauja su „pagrindiniais DNR taisymo mechanizmais“.
Tačiau jis ir jo komanda mano, kad daugiau žinių apie šią sąveiką gali būti svarbu norint sulėtinti vėžį optimizuojant chemoterapiją ir sumažinant jo šalutinį poveikį.
"Mūsų darbas rodo, kad geriausia būtų duoti cisplatinos pacientams, kai jų normalus ląstelių DNR atstatymas yra pats zenitas".
Prof. Azizas Sancaras
