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Un esame del sangue per il tuo orologio biologico? È all’orizzonte

A che ora è impostato il tuo orologio biologico?

La risposta, suggerisce una crescente ricerca, può influenzare qualsiasi cosa, dalla predisposizione al diabete, alle malattie cardiache e alla depressione, fino al momento ottimale per l’assunzione dei farmaci. Ma a differenza degli esami del sangue di routine per i livelli di colesterolo e ormoni , non esiste un modo semplice per misurare con precisione il ritmo circadiano individuale di una persona.

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Almeno non ancora.

Una nuova ricerca di CU Boulder, pubblicata sul Journal of Biological Rhythms , suggerisce che quel giorno potrebbe arrivare in un futuro non troppo lontano. Lo studio ha scoperto che è possibile determinare i tempi dell’orologio circadiano o biologico interno di una persona analizzando una combinazione di molecole in un singolo prelievo di sangue.

“Se siamo in grado di comprendere l’orologio circadiano di ogni singola persona, possiamo potenzialmente prescrivere l’ora ottimale della giornata per mangiare, fare esercizio o assumere farmaci”, ha affermato l’autore senior Christopher Depner, che ha condotto lo studio mentre era assistente professore di fisiologia integrativa presso CU Boulder. “Dal punto di vista della medicina personalizzata, potrebbe essere rivoluzionario”.

Sincronizzare la nostra vita con il nostro orologio

Da decenni, i ricercatori sanno che un “orologio principale” centrale in una regione del cervello chiamata ipotalamo aiuta a regolare il ciclo di 24 ore del corpo, anche quando ci sentiamo naturalmente assonnati di notte e abbiamo il bisogno di svegliarci al mattino .

Più di recente, gli studi rivelano che quasi ogni tessuto o organo del corpo ha anche un dispositivo di cronometraggio interno, sincronizzato con quell’orologio principale, che detta quando secerniamo determinati ormoni, come funzionano il nostro cuore e i polmoni durante il giorno, la cadenza del nostro metabolismo di grassi e zuccheri e altro ancora.

Ben l’82% dei geni codificanti proteine ????che sono bersagli farmacologici mostra modelli dell’ora del giorno 24 ore su 24, il che suggerisce che molti farmaci potrebbero funzionare meglio e produrre meno effetti collaterali se la somministrazione fosse programmata in modo appropriato.

E quando il nostro ritmo interno è in contrasto con il nostro ciclo sonno-veglia , ciò può aumentare il rischio di una serie di malattie, ha affermato il coautore dello studio Ken Wright, professore di fisiologia integrativa e direttore del Laboratorio del sonno e della cronobiologia alla CU Boulder.

“Se vogliamo essere in grado di fissare i tempi del ritmo circadiano di una persona, dobbiamo sapere qual è quel tempismo”, ha detto. “In questo momento, non abbiamo un modo semplice per farlo.”

Anche tra le persone sane, i cicli sonno-veglia possono variare da quattro a sei ore.

Semplicemente chiedendo a qualcuno, ‘sei un’allodola mattutina, un nottambulo o una via di mezzo?’ può fornire suggerimenti su quale sia il ciclo circadiano di una persona.

Ma l’unico modo per misurare con precisione i tempi dell’orologio circadiano di un individuo (compresi i picchi e le depressioni del loro ritmo quotidiano) è eseguire una valutazione della melatonina in condizioni di scarsa illuminazione. Ciò implica tenere la persona in penombra e prelevare sangue o saliva ogni ora fino a 24 ore per misurare la melatonina, l’ormone che aumenta naturalmente nel corpo per segnalare l’ora di andare a letto e cala per aiutarci a svegliarci.

Un’impronta molecolare per il ritmo circadiano

Alla ricerca di un test più preciso e pratico, Wright e Depner hanno portato 16 volontari a vivere in un laboratorio del sonno nel campus medico di Anschutz ad Aurora per 14 giorni in condizioni strettamente controllate.

Oltre a testare il sangue per la melatonina ogni ora, hanno anche usato un metodo chiamato “metabolomica”, valutando i livelli di circa 4.000 diversi metaboliti (cose come amminoacidi , vitamine e acidi grassi che sono sottoprodotti del metabolismo) nel sangue.

Hanno usato un algoritmo di apprendimento automatico per determinare quale raccolta di metaboliti era associata all’orologio circadiano, creando una sorta di impronta molecolare per le singole fasi circadiane.

Quando hanno cercato di prevedere la fase circadiana sulla base di questa impronta digitale da un singolo prelievo di sangue, i loro risultati erano sorprendentemente simili a quelli che utilizzavano il più arduo test della melatonina.

“Era circa un’ora dal gold standard di prendere il sangue ogni ora 24 ore su 24”, ha detto Depner, ora assistente professore di kinesiologia presso l’Università dello Utah.

Ha notato che il test era significativamente più accurato quando le persone erano ben riposate e non avevano mangiato di recente, un requisito che potrebbe rendere il test impegnativo al di fuori di un ambiente di laboratorio. E per essere fattibile e conveniente, un test commerciale dovrebbe probabilmente restringere il numero di metaboliti che sta cercando (il loro test lo ha ridotto a 65).

Ma lo studio è un primo passo fondamentale, ha detto Wright.

“Siamo nelle fasi iniziali dello sviluppo di questi biomarcatori per il ritmo circadiano, ma questo studio promettente mostra che si può fare”.

Altre ricerche, incluse alcune del laboratorio di Wright, stanno esplorando la proteomica (ricerca di proteine ??nel sangue) o la trascrittomica (misurazione della presenza di acido ribonucleico o RNA) per valutare la fase circadiana.

In definitiva, i ricercatori immaginano un giorno in cui le persone possono, durante un esame fisico di routine, sottoporsi a un esame del sangue per determinare con precisione la loro fase circadiana, in modo che i medici possano prescrivere non solo cosa fare, ma anche quando.

“Questo è un importante passo avanti per spianare la strada alla medicina circadiana, per fornire il trattamento giusto all’individuo giusto al momento giusto della giornata”, ha affermato Depner.


Ulteriori informazioni: D. Cogswell et al, Identificazione di un biomarcatore preliminare basato sul metaboloma plasmatico per la fase circadiana negli esseri umani, Journal of Biological Rhythms (2021). DOI: 10.1177/07487304211025402

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