Los científicos pueden haber encontrado el 'mejor momento' para administrar medicamentos de quimioterapia
El mejor momento del día para administrar el fármaco de quimioterapia cisplatino a las personas con cáncer podría ser cuando su tejido sano está ocupado reparando el ADN dañado, según una nueva investigación sobre relojes biológicos y reparación del ADN.
El estudio, ahora publicado en PNAS, es el primero en mapear la reparación del ADN en la totalidad del genoma de un mamífero en las 24 horas posteriores al tratamiento con cisplatino.
Los investigadores detrás del estudio mapearon la reparación del ADN en un genoma de ratón, identificando genes y tiempos específicos.
"Descubrimos", explica el autor principal del estudio, Aziz Sancar, quien es profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, "[que] hay cerca de 2000 genes, diferentes partes de los cuales se reparan en diferentes momentos de día, dependiendo del gen ".
Para un ratón, parece que el momento más activo para la reparación del ADN en el tejido sano es antes del amanecer y antes del anochecer.
Reparación de ADN y relojes biológicos
El profesor Sancar, que ganó el Premio Nobel de Química en 2015 por su trabajo en los "estudios mecanicistas de la reparación del ADN", cree que podemos mejorar los tratamientos del cáncer si comprendemos mejor cómo la reparación del ADN y los relojes biológicos funcionan juntos "en todo el genoma y órganos ".
Todos los organismos tienen relojes biológicos en forma de proteínas específicas dentro de cada célula de casi todos los órganos y tejidos.
Los genes que codifican y controlan las proteínas del reloj biológico son similares en una amplia gama de especies, desde hongos hasta moscas de la fruta y ratones y humanos.
Regulan todos los procesos biológicos que siguen un patrón diario de aproximadamente 24 horas, o ritmo circadiano, y son cruciales para el funcionamiento saludable de órganos y tejidos.
Sin embargo, en la actualidad, sabemos poco sobre la interacción entre los genes del reloj biológico y otros procesos moleculares, como la reparación del ADN, que ocurre todo el tiempo en el cuerpo mientras se defiende contra el daño del ADN, como el causado por la luz ultravioleta. .
Cisplatino y cronoterapia
El cisplatino es un fármaco de quimioterapia ampliamente utilizado en el tratamiento de muchos cánceres, incluido el cáncer de ovario, el cáncer de pulmón, el cáncer de vejiga, el cáncer de testículo y el cáncer de cabeza y cuello. Mata las células cancerosas al dañar el ADN, interrumpir la reparación del ADN y hacer que las células se suiciden.
Desafortunadamente, la utilidad del fármaco está limitada por efectos secundarios graves, en particular, es tóxico para el hígado, los riñones, el cerebro y el resto del sistema nervioso.
Los investigadores están interesados en encontrar formas de reducir los efectos secundarios del tratamiento con cisplatino. Un campo relativamente nuevo que persigue este objetivo es la cronoterapia, un enfoque en el que los medicamentos se administran a la vez para adaptarse al reloj biológico.
Los estudios han sugerido que la cronoterapia podría ser eficaz para el tratamiento de afecciones como la epilepsia, la acidez estomacal y el asma, entre otras.
La cronoterapia de fármacos contra el cáncer ya ha sido objeto de varios estudios. Estos han buscado establecer el mejor momento del día en el que el fármaco tiene efectos anticancerígenos máximos y efectos secundarios mínimos.
Hasta ahora, los resultados de tales estudios de "cronoquimioterapia" han sido decepcionantes. Pero el profesor Sancar cree que la culpa podría estar en el hecho de que estos estudios han adoptado un enfoque “empírico”, en el que los médicos administran los medicamentos en diferentes momentos del día y luego señalan cuál produjo los mejores resultados.
Un enfoque que tenga en cuenta los tiempos de reparación del ADN, un proceso biológico clave en las células cancerosas y normales, podría tener más éxito. Este es el ángulo que el profesor Sancar y sus colegas decidieron explorar.
Reparación del genoma dirigida por dos relojes biológicos
En su nuevo estudio, descubrieron que "la reparación del genoma está controlada por dos programas circadianos". Un programa se ocupa de la transcripción de genes y el otro no.
La transcripción es el mecanismo a través del cual el código contenido en el genoma se envía a la célula al transcribirlo de la doble hélice del ADN a una sola hebra de ARN. El código contiene instrucciones para producir una proteína o para regular un proceso celular.
Los científicos descubrieron que la reparación del ADN de las partes transcritas de los genes era más activa justo antes del amanecer o justo antes del anochecer, mientras que la reparación del ADN de las partes no transcritas solía ser más activa justo antes del anochecer.
El profesor Sancar dice que todavía tienen mucho que aprender sobre cómo los relojes biológicos interactúan con los "mecanismos básicos de reparación del ADN".
Sin embargo, él y su equipo creen que un mayor conocimiento de esta interacción podría ser importante para frenar el cáncer al optimizar la quimioterapia y reducir sus efectos secundarios.
“Nuestro trabajo sugiere que podría ser mejor administrar cisplatino a los pacientes cuando la reparación normal del ADN celular está en su cenit”.
Prof. Aziz Sancar
