Utiliser l'horloge biologique pour rendre les médicaments plus efficaces
Les chercheurs ont créé une base de données sur les rythmes circadiens quotidiens de l'activité génétique. Les résultats peuvent aider les médecins à chronométrer l’administration des médicaments en fonction de l’horloge biologique d’une personne, stimulant ainsi le traitement des maladies cardiovasculaires et d’autres affections.
Notre rythme circadien, ou horloge biologique, régule les aspects clés de notre santé et de notre vie quotidienne.
Notre horloge biologique contrôle les cycles veille-sommeil, la digestion et la température corporelle, parmi plusieurs autres fonctions.
Les scientifiques ont lié la perturbation du rythme circadien à une gamme de troubles physiques, tels que le diabète et l’obésité, ainsi qu’à certains problèmes de santé mentale, tels que la dépression et le trouble bipolaire.
Plus récemment, des scientifiques ont trouvé des liens entre les perturbations du cycle veille-sommeil et l’apparition de la maladie d’Alzheimer.
À l'inverse, les spécialistes utilisent la chronothérapie - ou le processus d'ajustement progressif de l'heure du coucher et de l'heure de réveil d'une personne - pour chronométrer l'administration des médicaments afin qu'elle corresponde aux changements circadiens.
Dans des conditions telles que les maladies cardiovasculaires ou l'hypertension artérielle, par exemple, la chronothérapie s'est avérée utile parce que certaines maladies cardiovasculaires - telles que les crises cardiaques, l'angine et les accidents vasculaires cérébraux - ont une incidence plus élevée le matin.
Des recherches plus récentes suggèrent également que notre horloge biologique - ou la collection de protéines qui interagissent au sein des cellules, régulant l'activité cellulaire et leurs expressions génétiques correspondantes - joue un rôle clé dans le cancer, et que la chronothérapie pourrait augmenter l'efficacité du traitement du cancer.
Dans ce contexte, les chercheurs dirigés par John Hogenesch, Ph.D. - un biologiste circadien des divisions de génétique humaine et d’immunobiologie du centre médical de l’hôpital pour enfants de Cincinnati dans l’Ohio - a entrepris de créer une base de données des rythmes génétiques quotidiens.
Certains de ces gènes peuvent contrôler l'activité des médicaments, ce qui constitue une contribution importante au domaine croissant de la médecine circadienne.
Les chercheurs détaillent leurs efforts dans la revue Médecine translationnelle scientifique, et Marc Ruben, Ph.D., est le premier auteur de l'article.
Utiliser les gènes du cyclisme comme cibles médicamenteuses
Hogenesch et son équipe ont créé un algorithme informatique appelé ordre cyclique par structure périodique pour étudier la façon dont les rythmes circadiens contrôlent les changements dans l'activité des gènes qui se produisent tout au long de la journée.
Plus précisément, les chercheurs ont utilisé l'algorithme pour étudier les interactions gène-tissu de milliers de gènes dans les tissus de plus de 630 participants humains.
Parmi tous les gènes étudiés, 917 ont exprimé des protéines qui aident à métaboliser et à absorber les médicaments, ou qui sont elles-mêmes des cibles médicamenteuses.
«Globalement, cela relie des milliers de médicaments différents, approuvés et expérimentaux, à près de 1 000 gènes cycliques […] Nous avons constaté que les gènes qui effectuent un cycle dans le système cardiovasculaire humain sont ciblés par bon nombre de ces médicaments.»
Marc Ruben, Ph.D.
Selon les auteurs de l'étude, les gènes de 136 cibles médicamenteuses se sont avérés effectuer un cycle rythmique dans au moins l'un des quatre tissus cardiaques suivants: la chambre auriculaire, l'aorte, l'artère coronaire et l'artère tibiale.
«Nous avons identifié des rythmes d'expression génique à travers le corps dans un groupe de personnes vaste et diversifié», explique Hogenesch. «Peu importe que vous soyez un homme, une femme, un jeune ou un vieux, ou quelle est votre appartenance ethnique, l’horloge interne de votre corps régule la moitié de votre génome.»
«Cela comprend les enzymes, les transporteurs et les cibles métabolisant les médicaments», dit-il. «Nous apprenons maintenant quels médicaments sont utilisés pour les produits à régulation d'horloge et pourraient bénéficier d'une optimisation du temps d'administration chez les personnes.»
Hogenesch prévient que des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que les résultats puissent être appliqués à la pratique clinique.
Cependant, «comme la plupart de ces médicaments sont sûrs et approuvés, ce processus devrait aller beaucoup plus vite que la découverte de médicaments traditionnels, qui peut prendre une décennie ou plus», conclut-il.
