Znanstvenici su možda pronašli "najbolje vrijeme" za primjenu kemo lijekova
Najbolje doba dana za davanje kemoterapijskog lijeka cisplatin osobama s rakom moglo bi biti kada je njihovo zdravo tkivo zauzeto popravljanjem oštećene DNA, pokazalo je novo istraživanje o biološkim satovima i popravku DNA.
Davanje cisplatina pacijentima s karcinomom u određeno doba dana moglo bi smanjiti nuspojave.Studija, koja je sada objavljena u PNAS, je prva koja je mapirala popravak DNA u cijelom genomu sisavca u 24 sata nakon tretmana cisplatinom.
Istraživači koji stoje iza studije mapirali su popravak DNK u genomu miša, identificirajući određene gene i vremenske okvire.
„Otkrili smo“, objašnjava viši autor studije Aziz Sancar, profesor biokemije i biofizike na Sveučilištu Sjeverne Karoline u Chapel Hillu, „[da] postoji blizu 2000 gena, od kojih se različiti dijelovi popravljaju u različito vrijeme dana, ovisno o genu. "
Za miša se čini da je najprometnije vrijeme za popravak DNA u zdravom tkivu prije zore i pred sumrak.
Popravak DNA i biološki satovi
Profesor Sancar - koji je 2015. dobio Nobelovu nagradu za kemiju za svoj rad na „mehaničarskim studijama popravljanja DNA“ - smatra da možemo poboljšati liječenje raka boljim razumijevanjem kako DNA popravak i biološki satovi djeluju zajedno „kroz genom i u raznim organi. "
Svi organizmi imaju biološke satove u obliku specifičnih proteina unutar svake stanice gotovo svakog organa i tkiva.
Geni koji kodiraju i kontroliraju biološke proteine sata slični su u širokom spektru vrsta - od gljivica do voćnih muha i miševa do ljudi.
Oni reguliraju sve biološke procese koji slijede približno 24-satni dnevni obrazac ili cirkadijalni ritam, a presudni su za zdravo funkcioniranje organa i tkiva.
Međutim, trenutno znamo malo o međusobnoj interakciji gena biološkog sata i drugih molekularnih procesa, poput popravka DNA, koji se cijelo vrijeme odvija u tijelu dok se brani od oštećenja DNA - poput one uzrokovane ultraljubičastom svjetlošću .
Cisplatin i kronoterapija
Cisplatin je kemoterapijski lijek koji se široko koristi u liječenju mnogih karcinoma, uključujući rak jajnika, rak pluća, rak mokraćnog mjehura, rak testisa i rak glave i vrata. Ubija stanice raka oštećujući DNA, remeteći obnavljanje DNA i uzrokujući stanice da izvrše samoubojstvo.
Nažalost, korisnost lijeka ograničena je ozbiljnim nuspojavama - posebno je toksična za jetru, bubrege, mozak i ostatak živčanog sustava.
Istraživači žele pronaći načine za smanjenje nuspojava liječenja cisplatinom. Relativno novo područje koje slijedi ovaj cilj je kronoterapija, pristup u kojem se lijekovi daju odjednom kako bi odgovaralo biološkom satu.
Studije su sugerirale da bi kronoterapija mogla biti učinkovita za liječenje stanja poput epilepsije, žgaravice i astme, između ostalog.
Kronoterapija lijekova protiv raka već je bila predmet nekoliko studija. Oni su pokušali utvrditi najbolje doba dana u kojem lijek ima maksimalne antikancerogene učinke i minimalne nuspojave.
Do sada su rezultati takvih studija "kronokemoterapije" bili razočaravajući. No, prof. Sancar vjeruje da bi greška mogla biti u činjenici da su ove studije imale "empirijski" pristup, dok su liječnici davali lijekove u različito doba dana, a zatim bilježili koji su dali najbolje rezultate.
Pristup koji uzima u obzir vrijeme popravljanja DNA - ključnog biološkog procesa u raku i normalnim stanicama - mogao bi imati više uspjeha. To je kut koji su prof. Sancar i kolege odlučili istražiti.
Popravak genoma vođen s dva biološka sata
U svojoj su novoj studiji otkrili da "popravak genoma kontroliraju dva cirkadijska programa." Jedan se program tiče transkripcije gena, a drugi ne.
Transkripcija je mehanizam putem kojeg se kod koji se nalazi u genomu dostavlja u stanicu transkribiranjem iz dvostruke spirale DNA u jedan lanac RNA. Kôd sadrži upute za stvaranje proteina ili za regulaciju staničnog procesa.
Znanstvenici su otkrili da je popravak DNK prepisanih dijelova gena bio najaktivniji neposredno prije zore ili neposredno pred sumrak, dok je popravak DNK netrekripiranih dijelova obično bio najaktivniji neposredno pred sumrak.
Profesor Sancar kaže da još moraju puno naučiti o tome kako biološki satovi komuniciraju s "osnovnim mehanizmima popravka DNA".
Međutim, on i njegov tim vjeruju da bi više znanja o ovoj interakciji moglo biti važno za usporavanje karcinoma optimiziranjem kemoterapije uz istovremeno smanjenje njezinih nuspojava.
"Naš rad sugerira da bi moglo biti najbolje davati cisplatin pacijentima kada je njihov normalan popravak DNA stanice u zenitu."
Prof. Aziz Sancar