Τα ρολόγια του σώματός μας δεν έχουν μεγάλο σεβασμό.
Σίγουρα, μιλάμε συνεχώς γι 'αυτούς: «Δεν είμαι πρωινό πρόσωπο» ή «Είμαι σίγουρος». Συνήθως, όμως, είναι απλά να κάνουμε συνομιλία ή να παίξουμε την κάρτα βιολογίας αν αισθανόμαστε ιδιαίτερα δυσλειτουργικός.
Αλλά το εσωτερικό ρολόι μας, στην πραγματικότητα, φαίνεται να είναι μια ισχυρή δύναμη για να μας κρατήσει υγιείς. Και τώρα που τρεις Αμερικανοί επιστήμονες ημερήσιου ρυθμού κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής πέρυσι, ο αντίκτυπός τους στον τρόπο με τον οποίο αισθανόμαστε και πώς λειτουργούμε, λαμβάνεται σοβαρότερα στην ιατρική κοινότητα.
Αυτοί οι ερευνητές κατέστησαν το σημείο ότι τα γονίδια που συνδέονται με τα ρολόγια του σώματός μας διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε όλα, από τα επίπεδα των ορμονών μας και τη θερμοκρασία του σώματος έως τους κύκλους ύπνου και ακόμη και τη συμπεριφορά μας. Τώρα πιστεύεται ότι μεταξύ 30 και 50% των γονιδίων μας ρυθμίζεται από τους κιρκαδικούς ρυθμούς, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού μας συστήματος.
"Υπάρχει ένας τόνος αποδείξεων που δείχνουν ότι οι συνθήκες όπως η κατάθλιψη, ο διαβήτης, οι καρδιακές παθήσεις και η νόσος του Αλτσχάιμερ συνδέονται με το ρολόι του σώματός σας", λέει ο Rosemary Braun, επίκουρος καθηγητής προληπτικής ιατρικής στη σχολή ιατρικής της Feinberg του Northwestern University.
"Έτσι, τι θα μπορούσαμε αν μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε το φυσιολογικό χρόνο ενός ατόμου;"
Τι ώρα είσαι;
Ο Braun είναι μέλος μιας ερευνητικής ομάδας στο Northwestern που έχει κάνει ένα μεγάλο πρώτο βήμα για να κάνει ακριβώς αυτό. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, οι επιστήμονες ανέφεραν την ανάπτυξη ενός τεστ αίματος που λένε ότι μπορεί να ανιχνεύσει τι ώρα είναι στο σώμα ενός ατόμου.
Ο Μπράουν λέει ότι η δοκιμασία, που ονομάζεται TimeSignature, μπορεί να έρθει μέσα σε μια ώρα και ένα μισό από την αξιολόγηση του βιολογικού χρόνου ενός ατόμου. Ένα πιθανό όφελος είναι ότι θα μπορούσε να βοηθήσει τους γιατρούς να μετρήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια όταν η φαρμακευτική αγωγή - είτε πρόκειται για χάπι αρτηριακής πίεσης είτε για χημειοθεραπεία - θα ήταν πιο αποτελεσματική.
"Μπορεί να είναι πιο λογικό να παίρνετε το φάρμακό σας σε μια στιγμή σε αντίθεση με ένα άλλο", λέει ο Ravi Allada, καθηγητής νευροβιολογίας στο Weinberg College of Arts and Sciences του Northwestern και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης. "Και αυτή η δοκιμασία θα μπορούσε να μας οδηγήσει στον καθορισμό του πότε πρέπει να πάρετε αυτό το χάπι."
Με τον εντοπισμό του καλύτερου χρόνου για τη λήψη ενός φαρμάκου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν χαμηλότερες δόσεις και αυτό μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο παρενεργειών.
Η Allada σημειώνει ότι πολλές πτυχές της νόσου σχετίζονται με τα εσωτερικά μας ρολόγια, όπως όταν κατά τη διάρκεια της ημέρας ένα άτομο μπορεί να διατρέχει τον μεγαλύτερο κίνδυνο να υποστεί καρδιακή προσβολή ή άσθμα. Επαναλαμβάνει το επιχείρημα του Braun σχετικά με έναν ύποπτο σύνδεσμο μεταξύ ενός διασπασμένου ρολογιού σώματος και χρόνιων προβλημάτων υγείας.
"Μπορείς να σκεφτείς το ρολόι ως ηθοποιός μιας ορχήστρας, και όλα πρέπει να συμβούν σε μια κατάλληλη στιγμή", λέει η Allada. "Αλλά αν διακόψετε τον αγωγό, δεν έχετε πλέον τη μουσική".
Ανάγνωση μοτίβα γονιδίων
Η ιδέα ότι τα δείγματα αίματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του σωματικού χρόνου ενός ατόμου δεν είναι καινούργια. Αλλά προηγουμένως θα χρειαζόταν ένα άτομο να τραβήξει αίμα κάθε ώρα ώρες για μια μέρα, μια διαδικασία που είναι τόσο δαπανηρή όσο και εξαιρετικά μη πρακτική.
Αλλά με το TimeSignature, το αίμα πρέπει να ληφθεί μόνο δύο φορές σε μια μέρα, και ο στόχος είναι να γίνει αυτό σε ένα δείγμα. Έτσι, πώς οι ερευνητές ήταν σε θέση να απλοποιήσουν τη διαδικασία τόσο δραματικά;
Τεχνητή νοημοσύνη.
Συγκεκριμένα, συνέλεψαν δείγματα αίματος κάθε δύο ώρες από μια ομάδα πειραματόζωων και αύξησαν τα δεδομένα αυτά με μετρήσεις από τέσσερις άλλες μελέτες. Στη συνέχεια, έγραψαν έναν αλγόριθμο που κατευθύνει έναν υπολογιστή για να αναλύσει 20.000 διαφορετικά γονίδια και να αναζητήσει μοτίβα στο χρονοδιάγραμμα της "γονιδιακής έκφρασης" - όταν το DNA μετατρέπεται σε ένα προϊόν, όπως η πρωτεΐνη. Τελικά, το μηχάνημα ήταν σε θέση να περιορίσει τον αριθμό κάτω από τα 41 γονίδια που παρουσίαζαν έντονα γονιδιακή δραστηριότητα κατά τις διαφορετικές ώρες της ημέρας. Από αυτό, ήταν σε θέση να συσχετίσει μια ώρα της ημέρας με τη δραστηριότητα σε εκείνους τους 41 δείκτες γονιδιακής έκφρασης.
«Είχαμε την ιδέα ότι θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε δραστηριότητα σε αυτά τα γονίδια και να εργαστούμε προς τα πίσω και να μπορούμε να συμπεράνουμε τι ώρα της ημέρας είναι στο σώμα σας», λέει ο Braun.
Μέχρι στιγμής, το TimeSignature χρησιμοποιήθηκε μόνο για να εξετάσει υγιή θέματα. Με την ανάλυση των δειγμάτων αίματος, ήταν σε θέση να συναγάγει το χρόνο που τραβούσε το αίμα.
Ο Μπράουν λέει ότι η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στον καθορισμό του βιολογικού χρόνου των ανθρώπων των οποίων τα ρολόγια του σώματος είναι εκτός συγχρονισμού σε πραγματικό χρόνο.
Ο Kenneth Wright είναι διευθυντής του Εργαστηρίου Ύπνου και Χρονοβιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder. Δεν συμμετείχε στη μελέτη, αλλά εκτιμά τις δυνατότητες του τεστ.
"Η ικανότητα να προσδιορίζουμε με ακρίβεια και ευκολία το εσωτερικό κιρκαδικό χρόνο έχει μεγάλη σημασία για τον προσδιορισμό της κιρκαδικής υγείας ενός ατόμου και για τον βέλτιστο χρόνο των θεραπειών", λέει.
"Η νέα τεχνική είναι μια πρόοδος", προσθέτει ο Wright, "αλλά πρέπει να δοκιμαστεί για να δούμε πόσο ακριβείς μπορούν να προβλέψουν την πραγματική εσωτερική βιολογική χρονισμό των ανθρώπων. Τα ευρήματα από τη μελέτη δείχνουν ότι η νέα τεχνική μπορεί να προβλέψει την ωρολογιακή ώρα που έλαβε το δείγμα, όχι τη βιολογική ώρα του ατόμου ».
Η Allada αναγνωρίζει ότι μπορεί να υπάρξει απόκλιση μεταξύ του χρόνου του ρολογιού του σώματος και του "χρόνου ρολογιού τοίχου", αλλά λέει ότι στα υγιή θέματα που δοκιμάστηκαν, η πρώτη ήταν μια «στενή προσέγγιση» του τελευταίου.
Προβλέψεις κινδύνου
Ενώ το Northwestern έχει υποβάλει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την πραγματική εξέταση αίματος TimeSignature, έχει κάνει τον αλγόριθμο πίσω από αυτόν διαθέσιμο σε άλλους ερευνητές. Ο Μπράουν λέει ότι υποσχόμαστε ότι η δοκιμασία λειτουργεί σε άλλα εξωτερικά εργαστήρια και ότι έχει αποδειχθεί ότι είναι "ισχυρή" - η εκτίμηση του εσωτερικού χρόνου ενός ατόμου δεν φαίνεται να απορρίπτεται από τυχαία γεγονότα, όπως μια πτήση στο εξωτερικό μέσω πολλαπλών ζώνες ώρας.
Αυτό αυξάνει τις πιθανότητες ότι μια εξέταση αίματος ρολογιού σώματος θα μπορούσε μία μέρα να γίνει ένα τυποποιημένο μέρος ενός ετήσιου ελέγχου.
Η Allada πιστεύει ότι δεδομένης της σχέσης μεταξύ διαταραγμένων ρολογιών σώματος και διαφόρων συνθηκών υγείας, η δοκιμασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μια μέρα για να προβλεφθεί ποιος μπορεί να διατρέχει μεγαλύτερο κίνδυνο ανάπτυξης ορισμένων ασθενειών. Αυτό θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη θεραπεία καταστάσεων όπως η νόσος του Alzheimer, όπου τα συμπτώματα συνήθως δεν είναι εμφανή μέχρι να προχωρήσει σημαντικά η ασθένεια.
"Αν ο χρόνος του σώματος ενός ατόμου είναι πολύ μακριά από αυτό που πρέπει να είναι, αυτός μπορεί να είναι ένας προδιάθεσης παράγοντας κινδύνου για μια ασθένεια", λέει ο Allada. "Η σημαντική πρόοδος εδώ είναι να μπορέσουμε να μετρήσουμε μια βιολογική διαδικασία που γνωρίζουμε ότι είναι σημαντική όταν πρόκειται για ασθένειες και να το κάνουμε με τρόπο πρακτικό ώστε κάποιος να μπορεί να πάει στο γραφείο του γιατρού τους και να τραβήξει το αίμα τους και να το καταλάβει . "
