VEDCI MOŽNO NAŠLI „NAJLEPŠí ČAS“ NA PODáVANIE CHEMOTERAPIí

Najlepší čas dňa na podanie chemoterapie cisplatinou ľuďom s rakovinou môže byť, keď je ich zdravé tkanivo zaneprázdnené opravou poškodenej DNA, tvrdí nový výskum biologických hodín a opravy DNA.

Podávanie cisplatiny pacientom s rakovinou v určitú dennú dobu môže znížiť vedľajšie účinky.

Štúdia, ktorá bola teraz zverejnená v PNAS, je prvý, kto mapuje opravu DNA v celom genóme cicavca do 24 hodín po liečbe cisplatinou.

Vedci v pozadí štúdie mapovali opravu DNA v myšom genóme a identifikovali konkrétne gény a časovanie.

„Zistili sme,“ vysvetľuje hlavný autor štúdie Aziz Sancar, ktorý je profesorom biochémie a biofyziky na univerzite v Severnej Karolíne v Chapel Hill, „že existuje takmer 2 000 génov, ktorých rôzne časti sa opravujú v rôznom čase. dňa, v závislosti od génu. “

U myši sa zdá, že najrušnejšie obdobie na opravu DNA v zdravom tkanive je pred úsvitom a pred súmrakom.

Oprava DNA a biologické hodiny

Profesor Sancar, ktorý v roku 2015 získal Nobelovu cenu za chémiu za prácu na „mechanistických štúdiách opravy DNA“, si myslí, že môžeme zlepšiť liečbu rakoviny lepším pochopením toho, ako opravy DNA a biologické hodiny spolupracujú „v celom genóme a v rôznych orgány. “

Všetky organizmy majú biologické hodiny vo forme špecifických proteínov v každej bunke takmer každého orgánu a tkaniva.

Gény, ktoré kódujú a riadia proteíny biologických hodín, sú si podobné u širokého spektra druhov - od húb cez ovocné mušky a myši až po ľudí.

Regulujú všetky biologické procesy, ktoré sledujú zhruba 24-hodinový denný režim alebo cirkadiánny rytmus, a sú rozhodujúce pre zdravé fungovanie orgánov a tkanív.

V súčasnosti však vieme len málo o súhre medzi biologickými hodinovými génmi a inými molekulárnymi procesmi, ako je napríklad oprava DNA, ktorá v tele prebieha neustále, pretože sa bráni pred poškodením DNA - napríklad ultrafialovým žiarením. .

Cisplatina a chronoterapia

Cisplatina je chemoterapeutický liek široko používaný pri liečbe mnohých druhov rakoviny vrátane rakoviny vaječníkov, rakoviny pľúc, močového mechúra, rakoviny semenníkov a rakoviny hlavy a krku. Zabíja rakovinové bunky poškodením DNA, narušením opravy DNA a následkom samovraždy buniek.

Užitočnosť lieku je bohužiaľ obmedzená závažnými vedľajšími účinkami - je toxický najmä pre pečeň, obličky, mozog a zvyšok nervového systému.

Vedci sa snažia nájsť spôsoby, ako znížiť vedľajšie účinky liečby cisplatinou. Relatívne novou oblasťou sledujúcou tento cieľ je chronoterapia, prístup, pri ktorom sa lieky podávajú naraz, aby vyhovovali biologickým hodinám.

Štúdie naznačujú, že chronoterapia môže byť účinná okrem iného pri liečbe stavov, ako je epilepsia, pálenie záhy a astma.

Chronoterapia protirakovinových liekov bola predmetom niekoľkých štúdií už teraz. Snažili sa stanoviť najlepšiu dennú dobu, v ktorej má liek maximálne protirakovinové účinky a minimálne vedľajšie účinky.

Výsledky takýchto štúdií „chronochemoterapie“ boli zatiaľ sklamaním. Profesor Sancar sa však domnieva, že chyba môže spočívať v tom, že tieto štúdie zaujali „empirický“ prístup, keď lekári podávali lieky v rôznych denných dobách a potom zaznamenali, ktoré výsledky priniesli najlepšie výsledky.

Prístup, ktorý zohľadňuje načasovanie opravy DNA - kľúčového biologického procesu v rakovine a normálnych bunkách - môže mať väčší úspech. Toto je uhol, ktorý sa profesor Sancar a kolegovia rozhodli preskúmať.

Oprava genómu vedená dvoma biologickými hodinami

Vo svojej novej štúdii zistili, že „oprava genómu je riadená dvoma cirkadiánnymi programami“. Jeden program sa týka transkripcie génov a druhý nie.

Transkripcia je mechanizmus, prostredníctvom ktorého sa kód uchovávaný v genóme dodáva do bunky jeho prepisom z dvojitej špirály DNA do jedného vlákna RNA. Tento kód obsahuje pokyny na výrobu proteínu alebo na reguláciu bunkového procesu.

Vedci zistili, že oprava DNA transkribovaných častí génov bola najaktívnejšia tesne pred svitaním alebo tesne pred súmrakom, zatiaľ čo oprava DNA neprepisovaných častí bola najaktívnejšia tesne pred súmrakom.

Sancar hovorí, že sa ešte majú čo učiť o tom, ako biologické hodiny interagujú so „základnými mechanizmami opravy DNA“.

On a jeho tím sa však domnievajú, že viac informácií o tejto interakcii by mohlo byť dôležitých pre spomalenie rakoviny optimalizáciou chemoterapie a znížením jej vedľajších účinkov.