Hoe effectief medicatie is, hangt af van verschillende factoren, waaronder het tijdstip van de dag waarop het wordt toegediend. En waarom? Omdat ons lichaam niet altijd op precies dezelfde manier functioneert. In plaats daarvan volgt het de cyclus van zijn interne klok, het zogenaamde circadiane ritme. Maar omdat dit ritme voor iedereen anders is en afhangt van een aantal verschillende factoren, is het moeilijk om de inname van medicijnen aan te passen aan de individuele lichaamsklok van de patiënt. Onderzoekers van Charité – Universitätsmedizin Berlin hebben nu een methode ontwikkeld om de optimale timing van kankerbehandeling te bepalen op basis van specifieke borstkankercellijnen. Ze beschrijven hun aanpak in het tijdschrift Nature Communications. De inwendige klok van de mens bepaalt het ritme van veel verschillende lichaamsfuncties en stofwisselingsprocessen, zoals slaap en spijsvertering. Maar niet alleen de organen zijn meer of minder actief afhankelijk van het tijdstip van de dag.

Ook de individuele cellen volgen een cyclus die wordt bepaald door de menselijke lichaamsklok, zodat ze op verschillende momenten van de dag anders reageren op invloeden van buitenaf. Dit is van groot belang voor chemotherapie bij de behandeling van kanker. Eerdere studies hebben aangetoond dat chemotherapie het meest effectief is wanneer de tumorcellen zich delen. Deze bevinding is tot op heden echter nauwelijks gebruikt in klinische behandelingen. Een interdisciplinair team van Charité onder leiding van Dr. Adrián Enrique Granada van het Charité Comprehensive Cancer Center (CCCC) wilde deze leemte opvullen.Het team ging op zoek naar het optimale moment om medicijnen toe te dienen op basis van het individuele circadiane ritme van de tumoren.

Voorbeeld van Triple Negatieve Borstkanker

“We kweekten cellen van patiënten met triple-negatieve borstkanker om te kijken hoe ze reageren op de medicijnen die op verschillende momenten van de dag worden toegediend,” legt Carolin Ector uit, een onderzoeksmedewerker in Granada’s team. Triple-negatieve borstkanker is een zeer agressieve vorm van borstkanker waarvoor weinig effectieve behandelingen bestaan. “Met behulp van live imaging, een methode om continu levende cellen te monitoren, en complexe technieken voor gegevensanalyse konden de onderzoekers de circadiane ritmes, groeicycli en reacties op medicijnen van deze kankercellen in detail observeren en evalueren. Op deze manier identificeerden de onderzoekers specifieke momenten van de dag waarop de kankercellen het beste reageren op medicijnbehandelingen.

Er werd bijvoorbeeld ontdekt dat het chemotherapeutische middel 5-fluorouracil (5-FU) het meest effectief is tegen een bepaalde kankercellijn tussen acht en tien uur ’s ochtends. Uit het onderzoek blijkt ook dat bepaalde cellulaire en genetische factoren doorslaggevend zijn. De wetenschappers waren zelfs in staat om te bepalen welke genen doorslaggevend zijn voor het circadiane effect van bepaalde medicijnen. “We noemen ze ‘kernklokgenen’.
Volgens Granada hebben ze een significante invloed op hoe goed kankercellen reageren op behandelingen die op verschillende tijdstippen van de dag worden toegediend.

Profielen laten zien hoe kankerceltypen reageren op medicijnen

Deze aanpak kan worden gebruikt om gedetailleerde profielen te maken die laten zien hoe verschillende soorten kankercellen op verschillende momenten op verschillende medicijnen reageren.
Volgens de onderzoekers kan dit helpen bij het bepalen van de meest effectieve combinaties van medicijnen. Al met al suggereren deze resultaten dat gepersonaliseerde behandelplannen op basis van individuele circadiane ritmes de effectiviteit van de behandeling van kanker aanzienlijk zouden kunnen verbeteren. Bovendien zouden ongewenste bijwerkingen kunnen worden verminderd.

Om deze bevindingen binnenkort in de klinische praktijk te kunnen toepassen, moeten de resultaten worden gevalideerd in onderzoeken met grotere groepen patiënten. De onderzoekers zijn ook van plan om de moleculaire mechanismen achter de circadiane invloeden op de gevoeligheid voor geneesmiddelen te onderzoeken om behandeltijden verder te optimaliseren en nieuwe therapeutische doelen te identificeren.