Циркадные ритмы могут влиять на эффективность лекарств

Согласно новому исследованию, прием лекарств в разное время суток может существенно повлиять на их метаболизм в печени.

Используя крошечную, модифицированную печень, полученную из клеток доноров-людей, исследователи обнаружили, что многие гены, участвующие в метаболизме лекарств, находятся под циркадным контролем.

Эти циркадные изменения влияют на то, сколько лекарства доступно и насколько эффективно организм может его расщепить. Например, они обнаружили, что ферментов, расщепляющих тайленол и другие лекарства, больше в определенное время суток.

В целом исследователи идентифицировали более 300 генов печени, которые следуют циркадным часам, в том числе многие из них участвуют в метаболизме лекарств, а также в других функциях, таких как воспаление.

Анализ этих ритмов может помочь исследователям разработать более эффективные графики дозирования существующих лекарств.

«Одним из первых применений этого метода могла бы стать точная настройка схем приема уже одобренных лекарств, чтобы максимизировать их эффективность и минимизировать их токсичность», — говорит Сангита Бхатия, профессор и автор работы.

Исследование также показало, что печень более восприимчива к таким инфекциям, как малярия, в определенные моменты циркадного цикла, когда вырабатывается меньше воспалительных белков.

Восприимчивость к инфекции

Многие гены печени, отвечающие за циркадное поведение, участвуют в иммунных реакциях, таких как воспаление, поэтому исследователи задались вопросом, могут ли эти изменения влиять на восприимчивость к инфекции. Чтобы ответить на этот вопрос, они подвергли модифицированную печень воздействию Plasmodium falciparum, паразита, вызывающего малярию, в разные моменты циркадного цикла.

Эти исследования показали, что печень с большей вероятностью заражается после воздействия в разное время суток. Это связано с вариациями в экспрессии генов, называемых интерферон-стимулируемыми генами, которые помогают подавлять инфекции.

«В определенное время суток воспалительные сигналы намного сильнее, чем в другие», — говорит Бхатия. «Это означает, что вирус, такой как гепатит, или паразит, подобный тому, который вызывает малярию, может лучше закрепляться в вашей печени в определенное время дня».

Исследователи полагают, что эти циклические изменения могут возникать из-за того, что печень ослабляет свою реакцию на патогены после еды, когда она обычно подвергается притоку микроорганизмов, которые могут вызвать воспаление, даже если они на самом деле не опасны.

Лаборатория Бхатиа сейчас использует эти циклы для изучения инфекций, которые обычно трудно обнаружить в искусственно созданной печени, включая малярийные инфекции, вызванные другими паразитами, кроме Plasmodium falciparum.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.