Zinātnieki, iespējams, ir atraduši "labāko laiku" ķīmisko zāļu ievadīšanai
Labākais dienas laiks ķīmijterapijas zāļu cisplatīna piešķiršanai vēža slimniekiem varētu būt tad, kad viņu veselie audi ir aizņemti bojātas DNS labošanā, liecina jaunie bioloģisko pulksteņu un DNS labošanas pētījumi.
Pētījums, kas tagad publicēts PNAS, ir pirmais, kas 24 stundu laikā pēc apstrādes ar cisplatīnu kartē DNS atjaunošanos visā zīdītāja genomā.
Pētījuma pētnieki kartēja DNS atjaunošanos peles genomā, identificējot specifiskus gēnus un laiku.
"Mēs atklājām," skaidro vecākais pētījuma autors Azizs Sancars, kurš ir bioķīmijas un biofizikas profesors Ziemeļkarolīnas Universitātē Chapel Hill, "[ka] ir gandrīz 2000 gēnu, kuru dažādas daļas tiek labotas dažādos laikos. dienas laikā, atkarībā no gēna. ”
Pelei šķiet, ka aktīvākais laiks DNS atjaunošanai veselos audos ir pirms rītausmas un pirms krēslas.
DNS remonts un bioloģiskie pulksteņi
Prof. Sancars, kurš par darbu pie “DNS remonta mehāniskajiem pētījumiem” ieguva 2015. gada Nobela prēmiju ķīmijā - domā, ka mēs varam uzlabot vēža ārstēšanu, labāk izprotot, kā DNS atjaunošanas un bioloģiskie pulksteņi darbojas kopā “visā genomā un dažādos veidos. orgāniem. ”
Visiem organismiem gandrīz visu orgānu un audu katrā šūnā ir bioloģiskie pulksteņi specifisku olbaltumvielu veidā.
Gēni, kas kodē un kontrolē bioloģiskos pulksteņa proteīnus, ir līdzīgi dažādās sugās - sākot no sēnēm līdz augļu mušām un pelēm līdz cilvēkiem.
Tie regulē visus bioloģiskos procesus, kas notiek aptuveni 24 stundu laikā jeb diennakts ritmā, un tiem ir izšķiroša nozīme orgānu un audu veselīgā darbībā.
Tomēr pašlaik mēs maz zinām par bioloģiskā pulksteņa gēnu un citu molekulāro procesu mijiedarbību, piemēram, DNS atjaunošanu, kas organismā notiek visu laiku, aizsargājot sevi pret DNS bojājumiem, piemēram, ultravioletās gaismas izraisītiem bojājumiem. .
Cisplatīna un hronoterapija
Cisplatīna ir ķīmijterapijas zāles, ko plaši izmanto daudzu vēža, tai skaitā olnīcu vēža, plaušu vēža, urīnpūšļa vēža, sēklinieku vēža, kā arī galvas un kakla vēža ārstēšanā. Tas iznīcina vēža šūnas, sabojājot DNS, izjaucot DNS atjaunošanos un liekot šūnām izdarīt pašnāvību.
Diemžēl zāļu lietderību ierobežo smagas blakusparādības - jo īpaši tas ir toksisks aknām, nierēm, smadzenēm un pārējai nervu sistēmai.
Pētnieki vēlas atrast veidus, kā samazināt cisplatīna terapijas blakusparādības. Salīdzinoši jauna joma, kas tiecas sasniegt šo mērķi, ir hronoterapija, pieeja, kurā zāles tiek ievadītas vienlaikus atbilstoši bioloģiskajam pulkstenim.
Pētījumi liecina, ka hronoterapija varētu būt efektīva, cita starpā, ārstējot tādus apstākļus kā epilepsija, grēmas un astma.
Pretvēža zāļu hronoterapija jau ir bijusi vairāku pētījumu priekšmets. Viņi ir centušies noteikt labāko dienas laiku, kurā zālēm ir maksimāla pretvēža iedarbība un minimālas blakusparādības.
Līdz šim šādu “hronohemoterapijas” pētījumu rezultāti ir vīlušies. Bet prof. Sancars uzskata, ka vaina varētu būt tajā, ka šie pētījumi ir izvēlējušies “empīrisku” pieeju, ārstiem dodot zāles dažādos dienas laikos un pēc tam atzīmējot, kuri ir vislabākie rezultāti.
Pieeja, kas ņem vērā DNS atjaunošanas laiku - galveno bioloģisko procesu vēža un normālu šūnu gadījumā - varētu gūt vairāk panākumu. Tas ir leņķis, kuru nolēma izpētīt prof. Sancars un kolēģi.
Genoma labošana, ko vada divi bioloģiskie pulksteņi
Jaunajā pētījumā viņi atklāja, ka “genoma labošanu kontrolē divas diennakts programmas”. Viena programma attiecas uz gēnu transkripciju, bet otra - ne.
Transkripcija ir mehānisms, ar kura palīdzību genomā esošais kods tiek nogādāts šūnā, pārrakstot to no DNS dubultās spirāles vienā RNS virknē. Kods satur instrukcijas olbaltumvielu ražošanai vai šūnu procesa regulēšanai.
Zinātnieki atklāja, ka gēnu transkribēto daļu DNS atjaunošana bija visaktīvākā tieši pirms rītausmas vai tieši pirms krēslas, savukārt transkribēto daļu DNS remonts parasti bija visaktīvākais tieši pirms krēslas iestāšanās.
Profesors Sancars saka, ka viņiem vēl ir daudz jāmācās par to, kā bioloģiskie pulksteņi mijiedarbojas ar “DNS labošanas pamatmehānismiem”.
Tomēr viņš un viņa komanda uzskata, ka plašākas zināšanas par šo mijiedarbību varētu būt svarīgas vēža palēnināšanai, optimizējot ķīmijterapiju, vienlaikus samazinot tā blakusparādības.
"Mūsu darbs liecina, ka vislabāk būtu dot cisplatīnu pacientiem, kad viņu normālais šūnu DNS remonts ir pašā zenītā."
Prof. Azizs Sancars
