Aterosklerosis: Mungkinkah ada waktu terbaik untuk pengobatan?
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan menemukan bahwa ritme sirkadian memengaruhi biologi aterosklerosis, yaitu suatu kondisi yang dapat menyebabkan serangan jantung dan stroke akibat penyumbatan arteri.
Ini berarti bahwa mungkin ada waktu terbaik bagi individu yang menerima pengobatan aterosklerosis untuk minum obat mereka, saran para peneliti dari Ludwig Maximilian University (LMU) di Munich, Jerman.
"Studi kami," catat penulis senior Oliver Söhnlein, seorang profesor di Institut Pencegahan Kardiovaskular LMU, "menunjukkan bagaimana pola sirkadian dapat digunakan untuk intervensi terapeutik yang waktunya mungkin dengan efek samping yang lebih rendah dan kemanjuran yang lebih tinggi."
Dia dan rekan-rekannya melaporkan temuan mereka dalam makalah yang sekarang diterbitkan di jurnal tersebut Metabolisme Sel.
Aterosklerosis dan ritme sirkadian
Aterosklerosis adalah suatu kondisi di mana timbunan lemak menumpuk di dalam arteri dan secara bertahap menyebabkannya menjadi keras dan menyempit. Endapan ini disebut plak, dan terbuat dari molekul lemak, kolesterol, kalsium, dan zat lain di dalam darah.
Mereka menumpuk perlahan selama bertahun-tahun - bahkan puluhan tahun - membatasi aliran darah yang kaya oksigen dan nutrisi hingga menyebabkan penyakit jantung, serangan jantung, stroke, dan terkadang kematian.
Irama sirkadian adalah pola biologi dan perilaku yang mengikuti siklus sekitar 24 jam. Mereka dapat diamati di hampir semua makhluk hidup, dari sel dan bakteri hingga tumbuhan dan hewan. Para ilmuwan bahkan telah mengamatinya dalam sel yang dibudidayakan di laboratorium.
Kontrol dan waktu ritme sirkadian ditentukan oleh gen jam yang menginstruksikan sel cara membuat protein yang menjalankan jam biologisnya. Banyak jam biologis tubuh yang disinkronkan oleh jam utama di otak.
Pola sirkadian dan kronofarmakologi
Ada banyak bukti bahwa jam biologis terkait erat dengan sistem kardiovaskular. Contoh terkenal dari hal ini termasuk detak jantung dan tekanan darah, yang diketahui bervariasi menurut waktu.
Pola sirkadian juga telah diamati dalam biologi jaringan pembuluh darah, pembentukan trombosit, dan timbulnya aritmia, serangan jantung, stroke, dan penyakit kardiovaskular lainnya. Ada juga bukti bahwa mengganggu ritme sirkadian dapat menjadi faktor risiko penyakit tersebut.
Mengingat bahwa ritme sirkadian sangat terkait erat dengan proses biologis, masuk akal untuk mengasumsikan bahwa hal itu juga memengaruhi keefektifan obat.
Namun, terlepas dari penelitian puluhan tahun tentang jam biologis, ritme sirkadian "jarang dipertimbangkan oleh dokter, pengembang obat, atau regulator".
Studi baru menyangkut bidang kronofarmakologi, di mana para ilmuwan semakin meneliti efek ritme sirkadian pada respons biologis terhadap obat-obatan.
Pola perekrutan sel kekebalan adalah sirkadian
Prof. Söhnlein dan timnya di LMU meneliti biologi aterosklerosis pada tingkat molekuler. Mereka menjelaskan bahwa seiring berkembangnya penyakit, sel-sel kekebalan berkumpul di tempat-tempat di mana plak menumpuk.
Sel-sel kekebalan ini mengirimkan sinyal yang menarik sel lebih lanjut untuk mencoba mengatasi kerusakan, tetapi akhirnya, mekanisme perbaikan kekebalan rusak dan peradangan terjadi.
Namun, para peneliti mencatat bahwa sementara peradangan mungkin membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk berkembang, pola "perekrutan" sel kekebalan di balik peradangan mengikuti ritme sirkadian. Mereka mengkonfirmasi hal ini dengan mengamati tikus dengan aterosklerosis.
Mereka menemukan bahwa ada kalanya jumlah sel darah putih yang tiba di tempat peradangan meningkat tiga kali lipat.
Tim juga memperhatikan bahwa puncak aktivitas sel kekebalan dalam endapan aterosklerotik terjadi 12 jam keluar fase dengan perekrutan sel darah putih ke dalam "mikrosirkulasi" pembuluh darah kecil.
“Perekrutan sel darah putih dalam mikrosirkulasi penting untuk infeksi akut seperti infeksi paru-paru atau kandung kemih,” jelas Prof. Söhnlein.
Implikasi waktu pemberian obat
Pergeseran 12 jam ini bisa sangat berguna dari sudut pandang pengobatan. Obat harus diberikan sehingga menghentikan perekrutan sel kekebalan di tempat peradangan aterosklerotik, tetapi tidak di tempat di mana mereka diperlukan untuk mikrosirkulasi. Bisakah memberikannya pada "waktu yang tepat" memastikan hal ini?
Tim menunjukkan bahwa ini mungkin berhasil dengan mengujinya dalam model tahap awal aterosklerosis.
Pertama, para ilmuwan mengidentifikasi jalur molekuler yang merekrut sel darah putih. Kemudian, mereka menunjukkan bahwa memblokirnya selama "fase aktivitas" migrasi sel darah putih ke situs aterosklerotik tidak mempengaruhi migrasi mikrosirkulasi.
"Pada waktu-waktu tertentu dalam sehari, leukosit tiga kali lebih banyak yang melakukan perjalanan ke pusat peradangan arteri dibandingkan dengan waktu lainnya."
Prof Oliver Söhnlein
