По оценкам, 50% генов человека подчиняются циркадному циклу, многие из которых активны в печени
Новое исследование, проведенное учеными из Массачусетского технологического института (MIT), показало, что циркадные изменения функции печени играют важную роль в воздействии на эффективность лекарств.
В публикации, опубликованной в журнале Sciences Advances, исследователи обнаружили, что многие гены, участвующие в метаболизме лекарств, находятся под циркадным контролем, что влияет на эффективность лекарств в организме.
Циркадные ритмы — это естественный цикл физических, психических и поведенческих изменений, которые происходят в организме в течение 24 часов и могут влиять на то, насколько эффективно организм может расщеплять наркотик.
По оценкам, 50% генов человека следуют циркадному циклу, многие из которых активны в печени.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Рокфеллера определили условия культивирования, которые поддерживают циркадную экспрессию часового гена, известного как Bmal1, который регулирует циклическую экспрессию множества генов.
Используя крошечную модифицированную печень, полученную из клеток человеческих доноров, исследователи обнаружили, что ген Bmal1 позволяет клеткам печени вырабатывать синхронизированные циркадные колебания.
После измерения экспрессии генов в этих клетках исследователи смогли идентифицировать более 300 генов печени, которые отвечают за циркадные ритмы, 70% из которых достигли максимума вместе и включали гены, участвующие в метаболизме лекарств, метаболизме глюкозы и липидов, а также в нескольких иммунных процессах.
Затем исследователи использовали эти циркадные циклы, чтобы изучить, как они влияют на функцию печени, используя два различных препарата: ацетаминофен (тайленол) и аторвастатин, препарат, используемый для лечения высокого уровня холестерина, которые частично метаболизируются ферментом под названием CYP3A4, отвечающим за циркадный цикл.
Они обнаружили, что количество токсичного побочного продукта, известного как NAPQI, который образуется при расщеплении тайленола в печени, может варьироваться до 50% в зависимости от времени суток, в которое вводится препарат. Кроме того, было обнаружено, что аторвастатин обладает повышенной токсичностью в определенное время суток.
В настоящее время исследователи планируют протестировать другие препараты на моделях печени, чтобы понять их циркадные циклы, включая лекарство от рака, на которое, как предполагается, влияют циркадные циклы.