Usando o relógio biológico para tornar as drogas mais eficazes
Os pesquisadores criaram um banco de dados para os ritmos circadianos diários da atividade genética. As descobertas podem ajudar os médicos a cronometrar a entrega de medicamentos de acordo com o relógio biológico de uma pessoa, aumentando o tratamento para doenças cardiovasculares e outras condições.
Nosso ritmo circadiano, ou relógio biológico, regula aspectos essenciais de nossa saúde e de nossa vida diária.
Nosso relógio biológico controla os ciclos de sono-vigília, digestão e temperatura corporal, entre várias outras funções.
Os cientistas vincularam a interrupção do ritmo circadiano a uma série de distúrbios físicos, como diabetes e obesidade, bem como a alguns problemas de saúde mental, como depressão e transtorno bipolar.
Mais recentemente, os cientistas encontraram ligações entre as interrupções do ciclo sono-vigília e o início da doença de Alzheimer.
Por outro lado, os especialistas usam a cronoterapia - ou o processo de ajustar progressivamente a hora de dormir e a hora de acordar de uma pessoa - para programar a administração de medicamentos de modo que fique de acordo com as mudanças circadianas.
Em condições como doenças cardiovasculares ou hipertensão, por exemplo, a cronoterapia tem se mostrado útil porque algumas doenças cardiovasculares - como ataques cardíacos, angina e derrame - têm maior incidência pela manhã.
Pesquisas mais recentes também sugerem que nosso relógio biológico - ou a coleção de proteínas que interagem dentro das células, regulando a atividade celular e suas expressões genéticas correspondentes - desempenha um papel fundamental no câncer, e que a cronoterapia pode aumentar a eficácia do tratamento do câncer.
Neste contexto, pesquisadores liderados por John Hogenesch, Ph.D. - um biólogo circadiano nas Divisões de Genética Humana e Imunobiologia do Centro Médico do Hospital Infantil de Cincinnati em Ohio - começou a criar um banco de dados de ritmos genéticos diários.
Alguns desses genes podem controlar a atividade de drogas, o que representa uma importante contribuição para o crescente campo da medicina circadiana.
Os pesquisadores detalham seus esforços na revista Ciência, Medicina Translacional, e Marc Ruben, Ph.D., é o primeiro autor do artigo.
Usando genes de ciclo como alvos de drogas
Hogenesch e sua equipe criaram um algoritmo de computador chamado de ordenação cíclica por estrutura periódica para estudar como os ritmos circadianos controlam as mudanças na atividade genética que ocorrem ao longo do dia.
Especificamente, os pesquisadores usaram o algoritmo para estudar as interações gene-tecido de milhares de genes nos tecidos de mais de 630 participantes humanos.
De todos os genes estudados, 917 expressaram proteínas que ajudam a metabolizar e absorver drogas, ou que são os próprios alvos de drogas.
“No geral, isso conecta milhares de drogas diferentes, aprovadas e experimentais, a cerca de 1.000 genes em ciclo [...] Descobrimos que os genes que circulam no sistema cardiovascular humano são direcionados por muitos desses medicamentos.”
Marc Ruben, Ph.D.
De acordo com os autores do estudo, os genes para 136 alvos de drogas foram encontrados para ciclar ritmicamente em pelo menos um dos seguintes quatro tecidos cardíacos: a câmara atrial, aorta, artéria coronária e artéria tibial.
“Identificamos ritmos na expressão gênica em todo o corpo em um grande e diversificado grupo de pessoas”, explica Hogenesch. “Não importa se você é homem, mulher, jovem ou velho, ou qual é sua etnia, o relógio interno do seu corpo regula metade do seu genoma.”
“Isso inclui enzimas metabolizadoras de drogas, transportadores e alvos”, diz ele. “Agora estamos aprendendo quais medicamentos chegam aos produtos regulamentados pelo relógio e podem se beneficiar da otimização do tempo de administração nas pessoas”.
Hogenesch adverte que mais pesquisas são necessárias antes que os resultados possam ser aplicados à prática clínica.
No entanto, “como a maioria desses medicamentos é segura e aprovada, esse processo deve ser muito mais rápido do que a descoberta de medicamentos tradicionais, que pode levar uma década ou mais”, conclui.
