ربما وجد العلماء "أفضل وقت" لإدارة الأدوية الكيماوية
قد يكون أفضل وقت في اليوم لإعطاء عقار العلاج الكيميائي سيسبلاتين للأشخاص المصابين بالسرطان هو عندما تنشغل الأنسجة السليمة في إصلاح الحمض النووي التالف ، وفقًا لبحث جديد حول الساعات البيولوجية وإصلاح الحمض النووي.
الدراسة المنشورة الآن في PNAS، هو أول من رسم خريطة لإصلاح الحمض النووي في مجمل جينوم الثدييات في غضون 24 ساعة بعد العلاج بسيسبلاتين.
قام الباحثون وراء الدراسة بتعيين إصلاح الحمض النووي في جينوم الفأر ، وتحديد جينات وتوقيتات معينة.
يوضح كبير مؤلفي الدراسة عزيز سانكار ، وهو أستاذ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل ، "وجدنا" ما يقرب من 2000 جين ، يتم إصلاح أجزاء مختلفة منها في أوقات مختلفة من اليوم ، اعتمادًا على الجين ".
بالنسبة للفأر ، يبدو أن أكثر الأوقات ازدحامًا لإصلاح الحمض النووي في الأنسجة السليمة هي قبل الفجر وقبل الغسق.
إصلاح الحمض النووي والساعات البيولوجية
يعتقد البروفيسور سانكار - الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2015 عن عمله في "الدراسات الميكانيكية لإصلاح الحمض النووي" - أنه يمكننا تحسين علاجات السرطان من خلال فهم أفضل لكيفية عمل إصلاح الحمض النووي والساعات البيولوجية معًا "في جميع أنحاء الجينوم وفي مختلف الأعضاء. "
جميع الكائنات الحية لها ساعات بيولوجية في شكل بروتينات محددة داخل كل خلية تقريبًا من كل عضو ونسيج.
تتشابه الجينات التي ترمز إلى بروتينات الساعة البيولوجية وتتحكم فيها عبر مجموعة واسعة من الأنواع - من الفطريات إلى ذباب الفاكهة والفئران إلى البشر.
إنها تنظم جميع العمليات البيولوجية التي تتبع نمطًا يوميًا لمدة 24 ساعة تقريبًا ، أو إيقاع الساعة البيولوجية ، وهي ضرورية للعمل الصحي للأعضاء والأنسجة.
ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا نعرف سوى القليل عن التفاعل بين جينات الساعة البيولوجية والعمليات الجزيئية الأخرى ، مثل إصلاح الحمض النووي ، الذي يحدث طوال الوقت في الجسم لأنه يدافع عن نفسه ضد تلف الحمض النووي - مثل ذلك الذي يسببه الضوء فوق البنفسجي .
سيسبلاتين والعلاج الزمني
Cisplatin هو دواء للعلاج الكيميائي يستخدم على نطاق واسع في علاج العديد من أنواع السرطان ، بما في ذلك سرطان المبيض وسرطان الرئة وسرطان المثانة وسرطان الخصية وسرطان الرأس والعنق. يقتل الخلايا السرطانية عن طريق إتلاف الحمض النووي ، وتعطيل إصلاح الحمض النووي ، والتسبب في انتحار الخلايا.
لسوء الحظ ، فإن فائدة الدواء محدودة بسبب الآثار الجانبية الشديدة - على وجه الخصوص ، فهو سام للكبد والكلى والدماغ وبقية الجهاز العصبي.
يحرص الباحثون على إيجاد طرق لتقليل الآثار الجانبية للعلاج السيسبلاتين. إن المجال الجديد نسبيًا الذي يسعى لتحقيق هذا الهدف هو العلاج الزمني ، وهو نهج يتم فيه إعطاء الأدوية في وقت يناسب الساعة البيولوجية.
أشارت الدراسات إلى أن العلاج الزمني يمكن أن يكون فعالًا في علاج حالات مثل الصرع وحرقة المعدة والربو ، من بين أمور أخرى.
كان العلاج الزمني للأدوية المضادة للسرطان موضوع العديد من الدراسات بالفعل. وقد سعى هؤلاء إلى تحديد أفضل وقت في اليوم يكون فيه للدواء أقصى تأثيرات مضادة للسرطان وأدنى حد من الآثار الجانبية.
حتى الآن ، كانت نتائج دراسات "العلاج الكيميائي الزمني" مخيبة للآمال. لكن البروفيسور سانكار يعتقد أن الخطأ يمكن أن يكمن في حقيقة أن هذه الدراسات قد اتخذت نهجًا "تجريبيًا" ، حيث يقوم الأطباء بإعطاء الأدوية في أوقات مختلفة من اليوم ثم ملاحظة أيها ينتج أفضل النتائج.
النهج الذي يأخذ في الاعتبار توقيت إصلاح الحمض النووي - وهي عملية بيولوجية رئيسية في السرطان والخلايا الطبيعية - قد يكون أكثر نجاحًا. هذه هي الزاوية التي قرر البروفيسور سانكار وزملاؤه استكشافها.
إصلاح الجينوم بقيادة ساعتين بيولوجيتين
اكتشفوا في دراستهم الجديدة أن "إصلاح الجينوم يتم التحكم فيه من خلال برنامجين للساعة البيولوجية." يتعلق أحد البرامج بنسخ الجينات ، والآخر لا يفعل ذلك.
النسخ هو الآلية التي يتم من خلالها تسليم الشفرة الموجودة في الجينوم إلى الخلية عن طريق نسخها من الحلزون المزدوج للحمض النووي إلى خيط واحد من الحمض النووي الريبي. يحتوي الكود على تعليمات إما لصنع بروتين أو لتنظيم عملية الخلية.
اكتشف العلماء أن إصلاح الحمض النووي للأجزاء المنسوخة من الجينات كان أكثر نشاطًا قبل الفجر مباشرة أو قبل الغسق مباشرة ، في حين أن إصلاح الحمض النووي للأجزاء غير المنسوخة كان عادةً أكثر نشاطًا قبل الغسق.
يقول البروفيسور سانكار إنه لا يزال لديهم الكثير لتعلمه حول كيفية تفاعل الساعات البيولوجية مع "الآليات الأساسية لإصلاح الحمض النووي".
ومع ذلك ، يعتقد هو وفريقه أن المزيد من المعرفة بهذا التفاعل يمكن أن يكون مهمًا لإبطاء السرطان من خلال تحسين العلاج الكيميائي مع تقليل آثاره الجانبية.
"يشير عملنا إلى أنه قد يكون من الأفضل إعطاء السيسبلاتين للمرضى عندما يكون إصلاح الحمض النووي للخلايا الطبيعية في أوجها."
عزيز سنجر
