Внутреннее время организма можно определить по анализу крови

Подготовила Елена Клещенко

Международная команда под руководством Ахима Крамера из берлинского Института медицинской иммунологии клинического комплекса Шарите выявила биомаркеры крови, которые характеризуют внутреннее время человека. Хорошо известно, что физиологический и биохимический статус организма человека меняется в течение суток, в соответствии с циркадным (околосуточным) циклом. Следовательно, и действие лекарственным препаратов зависит от времени приема — именно поэтому врачи советуют одни таблетки принимать утром, а другие вечером. Однако люди различаются по продолжительности циркадных циклов. К тому же стрелки биологических часов могут сдвигаться под действием внешних факторов, поэтому оптимальное время приема препарата обычно определяется лишь приблизительно. Эту ситуацию может изменить экономичная и простая в применении тест-система.

Авторы работы измерили активность 20000 генов в моноцитах (клетках крови) у 12 мужчин. Кровь у них брали каждые 3 часа на протяжении 40 часов; участники эксперимента не спали и находились в строго контролируемых условиях. Одновременно у них каждый час брали пробы слюны, чтобы определять концентрации мелатонина и кортизола. В клетках крови секвенировали РНК и затем использовали машинное обучение, чтобы отличить значимые для поставленной задачи колебания активности генов. Специальные компьютерные алгоритмы выявили гены, по которым можно определить внутреннее время человека. Эти гены перенесли на клинически апробированную платформу профилирования экспрессии NanoString и проверили на 28 мужчинах и женщинах с ранним («жаворонки») или поздним («совы») хронотипом. В итоге выяснилось, что для диагностики внутреннего времени вполне достаточно дюжины генов, в число которых вошли некоторые, известные ранее как регуляторы циркадных ритмов (гены CRY и PER). Определение остается точным, даже если человек проснулся по будильнику, а не по биологическим часам.

Новый анализ, названный BodyTime, гораздо проще, быстрее и дешевле, чем нынешний золотой стандарт — измерение концентрации мелатонина в слюне или плазме крови в часы, предшествующие сну, при тусклом свете (dim-light melatonin onset, DLMO). (В норме концентрация мелатонина увеличивается перед сном и во время сна, а яркий свет подавляет его синтез.)

В будущих клинических исследованиях ученые планируют показать, как увеличивается эффективность терапии, адаптированной к внутреннему времени пациента. Предполагается, что прием препарата в индивидуально подобранный временной интервал окажется более действенным и безопасным. Персонализированная хронотерапия сыграет свою роль и в диагностике — можно будет оптимизировать время сдачи анализов.

Источники

Nicole Wittenbrink, Dieter Kunz, Achim Kramer et al. // High-accuracy determination of internal circadian time from a single blood sample. // Journal of Clinical Investigation, 2018; DOI: 10.1172/JCI120874

Пресс-релиз