Menggunakan jam badan untuk menjadikan ubat lebih berkesan
Penyelidik membuat pangkalan data untuk rentak harian aktiviti genetik. Penemuan ini dapat membantu doktor meluangkan masa penghantaran ubat sesuai dengan jam tubuh seseorang, meningkatkan rawatan untuk penyakit kardiovaskular dan keadaan lain.
Irama sirkadian kita, atau jam badan, mengatur aspek-aspek penting dalam kesihatan dan kehidupan seharian kita.
Jam badan kita mengawal kitaran tidur, pencernaan, dan suhu badan, antara beberapa fungsi lain.
Para saintis mengaitkan gangguan pada irama sirkadian seseorang dengan pelbagai gangguan fizikal, seperti diabetes dan obesiti, serta beberapa keadaan kesihatan mental, seperti kemurungan dan gangguan bipolar.
Baru-baru ini, para saintis telah menemui kaitan antara gangguan kitaran bangun tidur dan permulaan penyakit Alzheimer.
Sebaliknya, pakar menggunakan kronoterapi - atau proses penyesuaian waktu tidur dan waktu bangun seseorang secara progresif - untuk menghantarkan penghantaran ubat sehingga sesuai dengan perubahan sirkadian.
Dalam keadaan seperti penyakit kardiovaskular atau tekanan darah tinggi, misalnya, kronoterapi terbukti berguna kerana beberapa penyakit kardiovaskular - seperti serangan jantung, angina, dan strok - mempunyai kejadian yang lebih tinggi pada waktu pagi.
Penyelidikan yang lebih baru juga menunjukkan bahawa jam tubuh kita - atau kumpulan protein yang berinteraksi di dalam sel, mengatur aktiviti sel dan ekspresi genetik yang sesuai - memainkan peranan penting dalam barah, dan bahawa kronoterapi dapat meningkatkan keberkesanan rawatan kanser.
Dalam konteks ini, penyelidik yang diketuai oleh John Hogenesch, Ph.D. - seorang ahli biologi sirkadian di Bahagian Genetik Manusia dan Imunobiologi di Pusat Perubatan Hospital Kanak-kanak Cincinnati di Ohio - merancang untuk membuat pangkalan data irama genetik harian.
Sebilangan gen ini dapat mengawal aktiviti ubat-ubatan, yang memberi sumbangan penting kepada bidang perubatan sirkadian yang berkembang.
Para penyelidik memperincikan usaha mereka dalam jurnal itu Perubatan Translasional Sains, dan Marc Ruben, Ph.D., adalah pengarang pertama makalah tersebut.
Menggunakan gen berbasikal sebagai sasaran ubat
Hogenesch dan pasukan membuat algoritma komputer yang disebut urutan kitaran mengikut struktur berkala untuk mengkaji bagaimana irama sirkadian mengawal perubahan aktiviti gen yang berlaku sepanjang hari.
Secara khusus, para penyelidik menggunakan algoritma untuk mengkaji interaksi gen ke tisu beribu-ribu gen dalam tisu lebih daripada 630 peserta manusia.
Dari semua gen yang dikaji, 917 menyatakan protein yang membantu memetabolisme dan menyerap ubat-ubatan, atau yang menjadi sasaran ubat itu sendiri.
"Secara keseluruhan ini menghubungkan ribuan ubat yang berbeza, baik yang disetujui dan eksperimental, dengan hampir 1.000 gen berbasikal […] Kami mendapati bahawa gen yang berpusing dalam sistem kardiovaskular manusia menjadi sasaran banyak ubat ini."
Marc Ruben, Ph.D.
Menurut penulis kajian, gen untuk 136 sasaran ubat didapati berpusing secara berirama di sekurang-kurangnya satu daripada empat tisu jantung berikut: ruang atrium, aorta, arteri koronari, dan arteri tibial.
"Kami mengenal pasti irama dalam ekspresi gen di seluruh badan dalam kumpulan orang yang besar dan beragam," jelas Hogenesch. "Tidak kira sama ada anda lelaki, wanita, muda, atau tua, atau apa etnik anda, jam dalaman badan anda mengatur separuh genom anda."
"Ini termasuk enzim metabolisme ubat, pengangkut, dan sasaran," katanya. "Sekarang kita belajar ubat mana yang memukul produk yang diatur jam dan mungkin mendapat keuntungan dari mengoptimumkan waktu pentadbiran pada orang."
Hogenesch memberi amaran bahawa lebih banyak penyelidikan diperlukan sebelum penemuan ini dapat diterapkan dalam praktik klinikal.
Namun, "Oleh kerana kebanyakan ubat ini selamat dan disetujui, proses ini harus berjalan lebih cepat daripada penemuan ubat tradisional, yang dapat memakan waktu satu dekade atau lebih," dia menyimpulkan.
