Skuteczność leków zależy od różnych czynników, w tym od pory dnia, w której są podawane. A dlaczego?Ponieważ nasze ciało nie zawsze funkcjonuje dokładnie w ten sam sposób. Zamiast tego podąża za cyklem swojego wewnętrznego zegara, tak zwanym rytmem okołodobowym. Ponieważ jednak rytm ten jest inny dla każdej osoby i zależy od wielu różnych czynników, trudno jest dostosować przyjmowanie leków do indywidualnego zegara ciała pacjenta. Naukowcy z Charité – Universitätsmedizin Berlin opracowali teraz metodę określania optymalnego czasu leczenia raka w oparciu o określone linie komórkowe raka piersi. Opisują oni swoje podejście w czasopiśmie Nature Communications. Ludzki zegar wewnętrzny określa rytm wielu różnych funkcji organizmu i procesów metabolicznych, takich jak sen i trawienie. Ale nie tylko narządy są mniej lub bardziej aktywne w zależności od pory dnia.

Poszczególne komórki również podlegają cyklowi określonemu przez zegar ludzkiego ciała, dzięki czemu reagują inaczej na wpływy zewnętrzne o różnych porach dnia. Ma to ogromne znaczenie dla chemioterapii w leczeniu raka. Poprzednie badania wykazały, że chemioterapia jest najbardziej skuteczna, gdy komórki nowotworowe się dzielą. Jednak do tej pory odkrycie to nie było wykorzystywane w leczeniu klinicznym. Interdyscyplinarny zespół z Charité pod kierownictwem dr Adriána Enrique Granady z Charité Comprehensive Cancer Center (CCCC) postanowił wypełnić tę lukę. Zespół postanowił znaleźć optymalny czas podawania leków w oparciu o indywidualne rytmy okołodobowe nowotworów.

Przykład potrójnie ujemnego raka piersi

„Hodowaliśmy komórki od pacjentek z potrójnie ujemnym rakiem piersi, aby zaobserwować, jak reagują one na leki podawane o różnych porach dnia” – wyjaśnia Carolin Ector, pracownik naukowy w zespole Granady. Potrójnie ujemny rak piersi jest bardzo agresywną formą raka piersi, na którą istnieje niewiele skutecznych metod leczenia.”Wykorzystując obrazowanie na żywo, metodę ciągłego monitorowania żywych komórek i złożone techniki analizy danych, naukowcy byli w stanie szczegółowo obserwować i oceniać rytmy okołodobowe, cykle wzrostu i reakcje tych komórek nowotworowych na leki. W ten sposób naukowcy zidentyfikowali konkretne pory dnia, w których komórki nowotworowe najlepiej reagują na leczenie farmakologiczne.

Na przykład stwierdzono, że środek chemioterapeutyczny 5-fluorouracyl (5-FU) jest najbardziej skuteczny przeciwko pewnej linii komórek rakowych między ósmą a dziesiątą rano. Jak pokazuje badanie, decydujące znaczenie mają również pewne czynniki komórkowe i genetyczne. Naukowcy byli nawet w stanie określić, które geny decydują o okołodobowym działaniu niektórych leków. „Nazywamy je 'genami zegara podstawowego’. Według Granady mają one znaczący wpływ na to, jak dobrze komórki nowotworowe reagują na leczenie podawane o różnych porach dnia.

Profile pokazują, jak typy komórek nowotworowych reagują na leki

Podejście to można wykorzystać do tworzenia szczegółowych profili, które pokazują, jak różne typy komórek nowotworowych reagują na różne leki w różnym czasie. Według naukowców może to pomóc w określeniu najskuteczniejszych kombinacji leków. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki te sugerują, że spersonalizowane plany leczenia oparte na indywidualnych rytmach dobowych mogą znacznie poprawić skuteczność leczenia raka. Ponadto, niepożądane skutki uboczne również mogłyby zostać zredukowane.

Aby wyniki te mogły zostać wkrótce włączone do praktyki klinicznej, należy je zweryfikować w badaniach z udziałem większych grup pacjentów. Naukowcy planują również zbadać mechanizmy molekularne stojące za wpływem rytmu okołodobowego na wrażliwość na leki w celu dalszej optymalizacji czasu leczenia i identyfikacji nowych celów terapeutycznych.