Les scientifiques ont peut-être trouvé le `` meilleur moment '' pour administrer des médicaments chimio
Selon de nouvelles recherches sur les horloges biologiques et la réparation de l'ADN, le meilleur moment de la journée pour administrer le médicament de chimiothérapie cisplatine aux personnes atteintes de cancer pourrait être lorsque leurs tissus sains sont occupés à réparer l'ADN endommagé.
L'étude, maintenant publiée dans PNAS, est le premier à cartographier la réparation de l’ADN dans l’ensemble du génome d’un mammifère dans les 24 heures suivant le traitement par le cisplatine.
Les chercheurs à l'origine de l'étude ont cartographié la réparation de l'ADN dans un génome de souris, identifiant des gènes et des moments spécifiques.
«Nous avons découvert», explique l'auteur principal de l'étude Aziz Sancar, qui est professeur de biochimie et de biophysique à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, «[qu'il] existe près de 2000 gènes, dont différentes parties sont réparées à des moments différents. jour, selon le gène. »
Pour une souris, il semble que le moment le plus chargé pour la réparation de l'ADN dans les tissus sains soit avant l'aube et avant le crépuscule.
Réparation de l'ADN et horloges biologiques
Le professeur Sancar - qui a remporté le prix Nobel de chimie 2015 pour ses travaux sur les «études mécanistes de la réparation de l'ADN» - pense que nous pouvons améliorer les traitements contre le cancer en comprenant mieux comment la réparation de l'ADN et les horloges biologiques fonctionnent ensemble «dans tout le génome et dans divers organes."
Tous les organismes ont des horloges biologiques sous la forme de protéines spécifiques à l'intérieur de chaque cellule de presque tous les organes et tissus.
Les gènes qui codent et contrôlent les protéines de l'horloge biologique sont similaires dans un large éventail d'espèces - des champignons aux mouches des fruits et des souris aux humains.
Ils régulent tous les processus biologiques qui suivent un schéma quotidien d'environ 24 heures, ou rythme circadien, et ils sont essentiels au bon fonctionnement des organes et des tissus.
Cependant, à l'heure actuelle, nous en savons peu sur l'interaction entre les gènes de l'horloge biologique et d'autres processus moléculaires, tels que la réparation de l'ADN, qui se produit tout le temps dans le corps car il se défend contre les dommages à l'ADN - tels que ceux causés par la lumière ultraviolette. .
Cisplatine et chronothérapie
Le cisplatine est un médicament de chimiothérapie largement utilisé dans le traitement de nombreux cancers, y compris le cancer de l'ovaire, le cancer du poumon, le cancer de la vessie, le cancer des testicules et le cancer de la tête et du cou. Il tue les cellules cancéreuses en endommageant l'ADN, en perturbant la réparation de l'ADN et en provoquant le suicide des cellules.
Malheureusement, l’utilité du médicament est limitée par de graves effets secondaires - en particulier, il est toxique pour le foie, les reins, le cerveau et le reste du système nerveux.
Les chercheurs souhaitent trouver des moyens de réduire les effets secondaires du traitement par le cisplatine. Un domaine relativement nouveau qui poursuit cet objectif est la chronothérapie, une approche dans laquelle les médicaments sont administrés à un moment adapté à l'horloge biologique.
Des études ont suggéré que la chronothérapie pourrait être efficace pour le traitement de conditions telles que l'épilepsie, les brûlures d'estomac et l'asthme, entre autres.
La chronothérapie des médicaments anticancéreux a déjà fait l'objet de plusieurs études. Ceux-ci ont cherché à établir le meilleur moment de la journée auquel le médicament a un maximum d'effets anticancéreux et un minimum d'effets secondaires.
Jusqu'à présent, les résultats de ces études de «chronochimiothérapie» ont été décevants. Mais le professeur Sancar estime que la faute pourrait résider dans le fait que ces études ont adopté une approche «empirique», les médecins administrant les médicaments à différents moments de la journée et notant ensuite ceux qui ont produit les meilleurs résultats.
Une approche qui prend en compte les délais de réparation de l'ADN - un processus biologique clé dans le cancer et les cellules normales - pourrait avoir plus de succès. C'est l'angle que le professeur Sancar et ses collègues ont décidé d'explorer.
Réparation du génome menée par deux horloges biologiques
Dans leur nouvelle étude, ils ont découvert que «la réparation du génome est contrôlée par deux programmes circadiens». Un programme concerne la transcription des gènes, et l'autre pas.
La transcription est le mécanisme par lequel le code contenu dans le génome est délivré à la cellule en le transcrivant de la double hélice d'ADN en un seul brin d'ARN. Le code contient des instructions pour fabriquer une protéine ou pour réguler un processus cellulaire.
Les scientifiques ont découvert que la réparation de l'ADN des parties transcrites des gènes était la plus active juste avant l'aube ou juste avant le crépuscule, alors que la réparation de l'ADN des parties non transcrites était généralement la plus active juste avant le crépuscule.
Le professeur Sancar dit qu'ils ont encore beaucoup à apprendre sur la manière dont les horloges biologiques interagissent avec «les mécanismes de base de la réparation de l'ADN».
Cependant, lui et son équipe estiment qu'une meilleure connaissance de cette interaction pourrait être importante pour ralentir le cancer en optimisant la chimiothérapie tout en réduisant ses effets secondaires.
«Nos travaux suggèrent qu'il pourrait être préférable de donner du cisplatine aux patients lorsque leur réparation normale de l'ADN cellulaire est à son apogée.»
Prof. Aziz Sancar
