Eine neue Anstrengung Mapping 24-Stunden- Expressionsmuster für Tausende von Genen in 12 verschiedenen Mausorganen- 5 Jahre in der Herstellung - gibt wichtige Hinweise, wie die Rolle des Timing kann die Art und Weise Medikamente wirken im Körper beeinflussen. Eine Studie detailliert diese veritable "Atlas" von Gen- Schwingungen , noch nie in Säugetieren beschrieben, wird in dieser Woche in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht . Die Forschung wurde von John Hogenesch , PhD, Professor für Pharmakologie und Systeme Translational Therapeutics geführt , in der University of Pennsylvania Perelman School of Medicine.
Die 24-Stunden- Rhythmus der Gen- und Proteinaktivitätregeln die meisten biologischen Prozesse in tierischen und pflanzlichen Lebens auf der Erde. Die Penn Team stellte fest, dass fast die Hälfte aller Gene im Mausgenom schwingen auf einem 24-Stunden- Zeitplan irgendwo in der Maus Körper.
Das Team ist noch nicht beendet . Sie haben auch festgestellt, dass die Mehrheit der meistverkauften Medikamente (basierend auf US- Verkaufsdaten aus Q1 2013 Drugs.com ) Zielproteine von Genen , deren Expression wechselt täglich gemacht .
Timing ist ein wichtiger, aber unterschätzten Faktor bei der Wirksamkeit von Arzneimitteln . "Viele dieser Medikamente haben eine relativ kurze Halbwertszeiten im Körper ", sagt Hogenesch . Das Team schlägt vor, dass der Schnittpunkt der Atlas und Drogendatenvorherzusagen, welche Medikamente von zeitgesteuerten Dosierung profitieren könnten - " . Die lebenswichtigen Medikamenten , insbesondere direkt auf die Produkte der rhythmischen Gene und damit Proteine " Dieser Ansatz ist der Kern einer wachsenden Feld namens Chronotherapie .
Was unter der Laternenpfahl
" Das Genom ist unter viel mehr Taktsteuerung , als wir einmal gedacht ", erklärt Michael Hughes , PhD, ein ehemaliger Postdoktorand im Labor Hogenesch der jetzt ein Assistent Professor für Biologie an der University of Missouri -St. Louis . " Da nur wenige Organe wurden zuvor untersuchten , waren wir nur auf der Suche nach dem Laternenpfahl . Jetzt haben wir die umfassendste Umfrage auf dem Laufenden. "
Insbesondere fand das Team heraus , dass 43 Prozent aller proteinkodierenden Gene zeigte zirkadianen Rhythmen in wird in Proteine irgendwo in der Maus Körper transkribiert. Die Leber war das rhythmische , mit mehr schwingende Gene als jedes andere Organ untersucht. Sie stellte außerdem fest , dass diese Schwingungen weitestgehend in einer organspezifisch auftreten , mit der Expression vieler Gene oszillierende Höchststand während der " Stoßzeiten " der Transkription ( das Lesen von DNA auf RNA vor der Proteine durch die Zelle hergestellt ) vor der Dämmerung . Die nicht- kodierende RNAs zwischen Maus und Menschen konserviert zeigen eine rhythmische Ausdruck in ähnlichen Verhältnissen wie Protein kodierende Gene , helfen die Forscher konzentrieren sich auf die nicht-kodierenden Gene wahrscheinlich beim Menschen relevant sind.
Drug Targets sind auch wahrscheinlicher, taktgesteuert werden - 56 der 100 umsatzstärksten Medikamente und 119 -Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der 250 Weltgesundheitsorganisation arbeiten an Genen, die mit zirkadianen Oszillation. "Die meisten dieser Drogen-Ziele wurden nicht bekannt Uhr reguliert sein . Viele Stoffwechselenzyme und Transporter sind zu ", sagt Hogenesch . " Weil das nicht geschätzt wird , einige dieser Wirkstoffe zur Zeit der TageabhängigeWirksamkeit , den Stoffwechsel oder die Toxizität bewertet worden. "
Die Studie der Drogen Timing nun schon seit vierzig Jahren und hat mehrere Erfolge wie Chemotherapeutika, kurzwirksamen Statinen und niedrig dosierte hatte Aspirin . Allerdings sind die meisten dieser Studien wurden durch Versuch und Irrtum erfolgen . "Jetzt werden wir wissen, welche Drogen-Ziele unter Taktsteuerung und wo und wann sie Zyklus im Körper. Dies bietet eine Gelegenheit für angehende Chronotherapie ", erklärt Hogenesch . Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten und letztlich bessere Ergebnisse zu geringeren Kosten : Vorteile der richtige Medikament Timing könnte eine bessere Compliance , verbesserte Wirksamkeit , weniger Drogen gehören .
Hognenesch stellt fest, dass die nächsten Schritte wird es sein, dieses Wissen zu bestimmten Tiermodellen gelten zum Zeitpunkt der Wirksamkeit zu suchen. Doch schließlich wird es strengen klinischen Studien zu ergreifen, um eine optimale Medikamenten Zeitpunkt zu bestimmen.
Die Gruppe bietet eine Website , die Daten genannt CircaDB , http://bioinf.itmat.upenn.edu/circa/ durchsuchen. Es Forscher können ihre Lieblings- Gen zu suchen oder zu finden Gene, Zyklus in Geweben oder Organen von Interesse.