Samenvatting: Onderzoekers hebben een niet-invasieve methode ontwikkeld om iemands circadiane ritme te profileren met behulp van een eenvoudig speekselmonster. Door moleculaire analyse en computationele modellering te combineren, creëren ze een uitgebreide visualisatie van de interne klok van het lichaam.
Dit kan leiden tot gepersonaliseerde levensstijl- of behandelingsaanbevelingen die aansluiten bij iemands circadiane ritme. Het doel is om de algemene gezondheid en het welzijn te verbeteren, vooral bij de behandeling van ziekten zoals kanker.
Basiselementen:
- Onderzoekers gebruiken een speekselmonster om het circadiane ritme van een persoon te bepalen, dat kritische cellulaire en metabolische processen in het lichaam reguleert.
- Het begrijpen van persoonlijke circadiane ritmes kan helpen bij het plannen van slaap, lichaamsbeweging en medicatie, wat mogelijk de effectiviteit van de behandeling verbetert en bijwerkingen vermindert, met name voor kankerpatiënten.
- De methode wordt momenteel gevalideerd in verschillende klinische onderzoeken, met als doel artsen te helpen bij het plannen van de behandeling en mensen te helpen hun dagelijkse activiteiten aan te passen voor een betere gezondheid.
Bron: Chariet
Een interdisciplinair team onder leiding van prof. Angela Relógio, wetenschapper aan het Charité’s Molecular Cancer Research Center (MKFZ) en het Instituut voor Theoretische Biologie en MSH Medical School Hamburg, ontwikkelde een niet-invasieve methode om het unieke circadiane ritme van een individu te profileren.
Hun onderzoek is nu gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in digitale gezondheid.
Beginnend met een eenvoudig speekselmonster, kan het team van experts een gedetailleerde beschrijving maken van de interne klok van het lichaam door moleculaire analyse en computationele modellering te combineren.
Het doel is om geïndividualiseerde aanbevelingen te doen voor het aanpassen van leefstijlfactoren of behandelingstijdstip aan het circadiane ritme.
“De biologische klok, ook wel de circadiane klok genoemd, tikt in bijna elke cel van het lichaam”, legt professor Angela Relógio uit.
“Het reguleert de timing van veel cellulaire en moleculaire mechanismen, zoals celdeling of metabolische processen, en speelt een vitale rol bij het behoud van de menselijke gezondheid. Als het circadiane ritme wordt verstoord, kunnen ziekten zoals slaapstoornissen, depressie, diabetes, neurodegeneratieve ziekten, obesitas en kanker ontstaan.”
Persoonlijk ritme beïnvloedt gezondheid en welzijn
Professor Relógio leidt de circadiane geneeskunde en systeembiologiegroep van het Centrum voor Moleculair Kankeronderzoek en het Instituut voor Theoretische Biologie van de Charité, evenals het Instituut voor Systeemgeneeskunde aan de MSH Medical School Hamburg.
Naast zijn achtergrond in fysisch-technologisch ingenieur is hij ook gepromoveerd in de cel- en moleculaire biologie. Deze zeldzame combinatie stelt haar in staat om het TimeTeller-project te ontwikkelen en te leiden.
“Circadiaanse ritmes en dus de timing van moleculaire processen verschillen van persoon tot persoon”, meldt hij.
“Het kennen van uw persoonlijke circadiane ritme en het daarop aanpassen van activiteiten zoals slaap, lichaamsbeweging en medicatie kan uw algehele gezondheid en welzijn verbeteren.
“Bij kankerpatiënten vermoeden we bijvoorbeeld dat we de effectiviteit van de behandeling kunnen optimaliseren en bijwerkingen kunnen verminderen door de timing van de medische behandeling aan te passen aan het circadiane ritme van elke patiënt.
“Dit zou de levenskwaliteit van patiënten tijdens de behandeling kunnen verbeteren en tegelijkertijd de kosten voor de gezondheidszorg kunnen verlagen.”
Maar hoe lees je de circadiane klok? “We weten dat elke cel in het menselijk lichaam regelmatig de activiteit van veel genen verhoogt en verlaagt”, legt professor Relógio uit.
“Genen die bijvoorbeeld de celdeling of het metabolisme aansturen, zijn tijdens bepaalde delen van de 24-uurscyclus in meer of mindere mate actief. “Aangezien we aannemen dat alle cellen in het lichaam synchroon werken, kunnen we de interne circadiane klok afleiden door de genactiviteit in speekselcellen te analyseren.”
De klok in speekselcellen tikt individueel en synchroon met de klokken van andere cellen
Dus bepaalden prof. Relógio en haar team van wetenschappers de activiteit van ten minste twee genen in cellen uit speekselmonsters, verzameld van mensen op verschillende tijdstippen van de dag, met behulp van mRNA: hoe meer mRNA-moleculen aanwezig waren, hoe vaker het gen werd getranscribeerd.
“Vervolgens hebben we een wiskundig model ontwikkeld dat de activiteiten van de genen gebruikt om te berekenen wanneer de beste tijd is om te sporten, te slapen of medicijnen te nemen”, zegt professor Relógio.
Wetenschappers hebben bijvoorbeeld met succes de optimale trainingstijd van sporters kunnen voorspellen. Ze werkten ook met kankerpatiënten om uit te zoeken wanneer ze het beste medicijnen konden toedienen die kankercellen doden en tegelijkertijd de bijwerkingen op gezonde cellen minimaliseren.
Technologie die moet worden gevalideerd in klinische proeven
“Tot nu toe hebben we onze technologie achteraf getest om te zien of deze de waargenomen resultaten kon voorspellen”, legt professor Relógio uit.
“Maar we nemen momenteel deel aan verschillende klinische onderzoeken om onze methode verder te valideren. Ons doel is artsen te helpen het beste tijdstip voor behandeling te kiezen en gezonde mensen te helpen hun dagelijkse activiteiten aan te passen aan hun interne klok om gezond te zijn of te blijven.”
“De succesvolle overdracht van de onderzoeksresultaten van professor Relógio aan een bedrijf is een tastbaar voorbeeld van de mogelijkheden die translationele geneeskunde kan ontketenen”, zegt professor Christopher Baum, voorzitter van de raad van bestuur van BIH en Chief Translational Research Officer van Charité.
“Dit vereist goed ontworpen partnerschappen, in dit geval met de Stiftung Charité, en geschikte tools zoals de I4H-pilot en ons DHA-programma om gemotiveerde en geëngageerde innovators te ondersteunen.”
“We zijn erg blij voor het TimeTeller-team”, zeggen Tim Huse en Dorothée Marie-Louise Döpfer van het BiH DHA-programma.
“Hun visie, vasthoudendheid en toewijding om de gezondheid en kwaliteit van leven van onze patiënten te verbeteren, heeft echt indruk op ons gemaakt. We wensen het team het allerbeste en succes en kijken uit naar hun vorderingen.”
Over dit circadiane ritme onderzoeksnieuws
Auteur: Angela Relogio
Bron: Chariet
Contact: Angela Relógio – Charité
Afbeelding: Afbeelding gecrediteerd aan Neuroscience News
Originele onderzoek: Vrije toegang.
“TimeTeller voor het timen van gezondheid: het potentieel van circadiane geneeskunde om prestaties te verbeteren, ziekte te voorkomen en behandeling te optimaliseren” door Angela Relógio et al. Grenzen in digitale gezondheid
Abstract
TimeTeller voor Timing Health: het potentieel van circadiane geneeskunde om prestaties te verbeteren, ziekte te voorkomen en therapie te optimaliseren
Circadiane geneeskunde, de studie van de effecten van tijd op gezondheid en ziekte, heeft de afgelopen jaren een heropleving gezien als een middel om gezondheid en prestaties te verbeteren en de genezingstijd te optimaliseren. Ons endogene tijdregistratiesysteem – de circadiane klok – reguleert gedrags-, fysiologische en cellulaire processen.
klok verstoringen, via Externe factoren zoals ploegendienst of jetlag, of interne stoornissen zoals genetische veranderingen, worden in verband gebracht met een verhoogd risico op verschillende ziekten zoals obesitas, diabetes, hart- en vaatziekten en kanker.
Door de circadiane klok van een persoon af te stemmen op optimale tijden voor het uitvoeren van dagelijkse routines, kunnen fysieke en mentale prestaties, evenals de effectiviteit van bepaalde behandelingen, worden verbeterd. Ondanks de voordelen van circadiane geneeskunde, beperkt het gebrek aan niet-invasieve hulpmiddelen om de klok te karakteriseren het potentieel van het veld.
TimeTeller is een niet-invasieve moleculaire/digitale tool voor het karakteriseren van circadiane ritmes en het voorspellen van dagelijkse routines, inclusief genezingstijd, om het potentieel van circadiane geneeskunde te ontsluiten en toe te passen in verschillende omgevingen.
Gezien de vele bekende en mogelijk nog onbekende gezondheidsdeterminanten van individuele circadiane ritmes, kan het nut van deze opkomende biomarker het best worden benut in datagestuurde, gepersonaliseerde geneeskunde, met behulp van gezondheidsinformatie in levensstijl, zorg en onderzoeksomgevingen.
