Menggunakan jam tubuh untuk membuat obat lebih efektif
Para peneliti membuat database untuk ritme sirkadian harian dari aktivitas genetik. Penemuan ini dapat membantu dokter mengatur waktu pemberian obat sesuai dengan jam tubuh seseorang, meningkatkan pengobatan untuk penyakit kardiovaskular dan kondisi lainnya.
Ritme sirkadian kita, atau jam tubuh kita, mengatur aspek-aspek kunci dari kesehatan dan kehidupan kita sehari-hari.
Jam tubuh kita mengontrol siklus tidur-bangun, pencernaan, dan suhu tubuh, di antara beberapa fungsi lainnya.
Ilmuwan telah mengaitkan gangguan pada ritme sirkadian seseorang dengan berbagai gangguan fisik, seperti diabetes dan obesitas, serta beberapa kondisi kesehatan mental, seperti depresi dan gangguan bipolar.
Baru-baru ini, para ilmuwan telah menemukan hubungan antara gangguan siklus tidur-bangun dan timbulnya penyakit Alzheimer.
Sebaliknya, spesialis menggunakan kronoterapi - atau proses menyesuaikan waktu tidur dan waktu bangun seseorang secara progresif - untuk mengatur waktu pemberian obat sehingga sejalan dengan perubahan sirkadian.
Dalam kondisi seperti penyakit kardiovaskular atau tekanan darah tinggi, misalnya, kronoterapi terbukti bermanfaat karena beberapa penyakit kardiovaskular - seperti serangan jantung, angina, dan stroke - memiliki kejadian yang lebih tinggi di pagi hari.
Penelitian yang lebih baru juga menunjukkan bahwa jam tubuh kita - atau kumpulan protein yang berinteraksi di dalam sel, mengatur aktivitas seluler dan ekspresi genetiknya yang sesuai - memainkan peran kunci dalam kanker, dan kronoterapi dapat meningkatkan efektivitas pengobatan kanker.
Dalam konteks ini, peneliti yang dipimpin oleh John Hogenesch, Ph.D. - ahli biologi sirkadian di Divisi Genetika Manusia dan Imunobiologi di Pusat Medis Rumah Sakit Anak Cincinnati di Ohio - berangkat untuk membuat database ritme genetik harian.
Beberapa dari gen ini dapat mengontrol aktivitas obat-obatan, yang memberikan kontribusi penting pada bidang pengobatan sirkadian yang sedang berkembang.
Para peneliti merinci upaya mereka di jurnal Ilmu Kedokteran Terjemahan, dan Marc Ruben, Ph.D., adalah penulis pertama makalah ini.
Menggunakan gen bersepeda sebagai target obat
Hogenesch dan timnya membuat algoritme komputer yang disebut pengurutan bersepeda berdasarkan struktur periodik untuk mempelajari bagaimana ritme sirkadian mengontrol perubahan aktivitas gen yang terjadi sepanjang hari.
Secara khusus, para peneliti menggunakan algoritme untuk mempelajari interaksi gen-ke-jaringan dari ribuan gen di jaringan lebih dari 630 partisipan manusia.
Dari semua gen yang diteliti, 917 mengungkapkan protein yang membantu memetabolisme dan menyerap obat, atau yang merupakan target obat itu sendiri.
“Secara keseluruhan, ini menghubungkan ribuan obat yang berbeda, baik yang disetujui maupun eksperimental, dengan hampir 1.000 gen bersepeda […] Kami menemukan bahwa gen yang berputar dalam sistem kardiovaskular manusia menjadi sasaran banyak obat ini.”
Marc Ruben, Ph.D.
Menurut penulis penelitian, gen untuk 136 target obat ditemukan berputar secara ritmis di setidaknya satu dari empat jaringan jantung berikut: ruang atrium, aorta, arteri koroner, dan arteri tibialis.
"Kami mengidentifikasi ritme dalam ekspresi gen di seluruh tubuh dalam kelompok orang yang besar dan beragam," jelas Hogenesch. "Tidak masalah apakah Anda laki-laki, perempuan, muda, atau tua, atau apa etnis Anda, jam internal tubuh Anda mengatur setengah genom Anda."
“Ini termasuk enzim yang memetabolisme obat, transporter, dan target,” katanya. “Sekarang kami sedang mempelajari obat mana yang mencapai produk yang diatur oleh jam dan dapat mengambil manfaat dari mengoptimalkan waktu administrasi pada manusia.”
Hogenesch memperingatkan bahwa diperlukan lebih banyak penelitian sebelum temuan tersebut dapat diterapkan pada praktik klinis.
Namun, "Karena sebagian besar obat ini aman dan disetujui, proses ini akan berjalan jauh lebih cepat daripada penemuan obat tradisional, yang dapat memakan waktu satu dekade atau lebih," simpulnya.
