Usar el reloj biológico para hacer que los medicamentos sean más efectivos
Los investigadores crearon una base de datos para los ritmos circadianos diarios de la actividad genética. Los hallazgos pueden ayudar a los médicos a programar la administración de los medicamentos de acuerdo con el reloj biológico de una persona, impulsando el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares y otras afecciones.
Nuestro ritmo circadiano, o reloj biológico, regula aspectos clave de nuestra salud y nuestra vida diaria.
Nuestro reloj corporal controla los ciclos de sueño-vigilia, la digestión y la temperatura corporal, entre otras funciones.
Los científicos han relacionado la alteración del ritmo circadiano con una variedad de trastornos físicos, como la diabetes y la obesidad, así como con algunas afecciones de salud mental, como la depresión y el trastorno bipolar.
Más recientemente, los científicos han encontrado vínculos entre las interrupciones del ciclo de sueño-vigilia y la aparición de la enfermedad de Alzheimer.
Por el contrario, los especialistas utilizan la cronoterapia, o el proceso de ajustar progresivamente la hora de acostarse y despertarse de una persona, para programar la administración de medicamentos de modo que coincida con los cambios circadianos.
En condiciones como enfermedades cardiovasculares o hipertensión arterial, por ejemplo, la cronoterapia ha demostrado su utilidad porque algunas enfermedades cardiovasculares, como ataques cardíacos, angina y derrames cerebrales, tienen una mayor incidencia en la mañana.
La investigación más reciente también sugiere que nuestro reloj corporal, o la colección de proteínas que interactúan dentro de las células, regulando la actividad celular y sus correspondientes expresiones genéticas, juega un papel clave en el cáncer y que la cronoterapia podría aumentar la efectividad del tratamiento del cáncer.
En este contexto, los investigadores dirigidos por John Hogenesch, Ph.D. , Biólogo circadiano de las Divisiones de Genética Humana e Inmunobiología del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati en Ohio, se propuso crear una base de datos de ritmos genéticos diarios.
Algunos de estos genes pueden controlar la actividad de los fármacos, lo que supone una importante contribución al campo en crecimiento de la medicina circadiana.
Los investigadores detallan sus esfuerzos en la revista Medicina traslacional de la ciencia, y Marc Ruben, Ph.D., es el primer autor del artículo.
Uso de genes cíclicos como dianas farmacológicas
Hogenesch y su equipo crearon un algoritmo informático llamado ordenamiento cíclico por estructura periódica para estudiar cómo los ritmos circadianos controlan los cambios en la actividad genética que ocurren a lo largo del día.
Específicamente, los investigadores utilizaron el algoritmo para estudiar las interacciones gen-tejido de miles de genes en los tejidos de más de 630 participantes humanos.
De todos los genes estudiados, 917 expresaron proteínas que ayudan a metabolizar y absorber fármacos, o que son ellos mismos objetivos de fármacos.
“En general, esto conecta miles de medicamentos diferentes, tanto aprobados como experimentales, con casi 1,000 genes cíclicos […] Descubrimos que muchos de estos medicamentos apuntan a los genes que giran en el sistema cardiovascular humano”.
Marc Ruben, Ph.D.
Según los autores del estudio, se descubrió que los genes de 136 objetivos farmacológicos se ciclaban rítmicamente en al menos uno de los siguientes cuatro tejidos cardíacos: la cámara auricular, la aorta, la arteria coronaria y la arteria tibial.
“Identificamos ritmos en la expresión genética en todo el cuerpo en un grupo grande y diverso de personas”, explica Hogenesch. "No importa si eres hombre, mujer, joven o viejo, o cuál es tu origen étnico, el reloj interno de tu cuerpo regula la mitad de tu genoma".
“Esto incluye enzimas, transportadores y objetivos que metabolizan fármacos”, dice. "Ahora estamos aprendiendo qué medicamentos afectan a los productos regulados por reloj y pueden beneficiarse de optimizar el tiempo de administración en las personas".
Hogenesch advierte que se requiere más investigación antes de que los hallazgos se puedan aplicar a la práctica clínica.
Sin embargo, "como la mayoría de estos medicamentos son seguros y están aprobados, este proceso debería ser mucho más rápido que el descubrimiento de medicamentos tradicionales, que puede llevar una década o más", concluye.
