Hoe laat is het in je hart?
Weefsels hebben eigen bioritme
Alle biologische klokken in ons bloed zijn in kaart gebracht. Die informatie kan van belang zijn voor de medicijnen die bloeddruk of hartritme reguleren.
De biologische klokken in ons lichaam houden een 24uursritme aan dat ruwweg gelijkloopt met het ritme van dag en nacht. Het daglicht is de prikkel die de centrale klok in de hersenen gelijk zet. In alle weefsels elders in het lichaam zijn afgeleide klokken die, aangestuurd door de centrale klok, hun eigen ritme aanhouden. De activiteit van zeker de helft van alle genen in die weefsels schommelt mee in dat dagelijkse ritme, in ieder type weefsel in een eigen patroon. En dat betekent ook dat sommige medicijnen op bepaalde momenten van de dag of nacht beter of slechter zullen werken. Eerdere onderzoeken toonden al aan dat bijvoorbeeld het resultaat van een hartoperatie of bestraling bij kanker beïnvloed wordt door het moment van de dag waarop de ingreep werd uitgevoerd.
Chronobiologen onder leiding van John Hogenesch van het Cincinnati Children’s Hospital hebben nu een databank gemaakt van het ritme in de genenactiviteit van dertien verschillende weefsels
(onder meer lever, longen en hart). Behalve algemene klokgenen, die het ritme in de cel aangeven, schommelen afhankelijk van het celtype honderden tot wel duizenden andere genen mee.
Nog niet toepasbaar
Hogenesch en zijn team zoomden in op hart en bloedvaten. Ze identificeerden 136 met de klok mee schommelende genen in het weefsel van hartkamer, aorta, kransslagader en beenslagader, die bekende aangrijpingspunten zijn van bestaande en experimentele medicijnen. Het gaat onder meer om bètablokkers, calciumblokkers en ACEremmers (bloeddrukverlagers).
De onderzoekers benadrukken dat de klokinformatie nog niet direct toepasbaar is bij patiënten die zulke hart en vaatmedicijnen slikken. Verder onderzoek zal nog moeten bevestigen dat het tijdstip van innemen van deze medicijnen inderdaad van invloed is op hun werking.
‘Dit is mooi onderzoek’, reageert chronobioloog Bert van der Horst van het Erasmus MC in Rotterdam enthousiast. ‘We roepen in dit vakgebied al jaren dat de biologische klok van invloed is op de werking van geneesmiddelen. Maar het is mooi dat dit effect nu systematisch in een brede populatie is uitgezocht.’
De biologische klok loopt echter niet bij iedereen gelijk. Behalve een verschil tussen avond en ochtendmensen geeft het moderne leven soms ook een verschuiving. Die kan tijdelijk zijn, bijvoorbeeld door een jetlag na een lange vliegreis of de overgang van zomer naar wintertijd. Kunstlicht en het werken in nachtdiensten kunnen het interne bioritme structureel verschuiven. Daarom is het van belang individueel te kunnen bepalen hoe laat het is in iemands lichaam.
Interessant is daarom de publicatie van de groep van Rosemary Braun van de Northwesteren University in Chicago over een nieuwe bloedtest om de biologische klok te meten. Daarmee wordt het veel makkelijker een voor of achterlopende biologische klok op te sporen, schrijven de onderzoekers.
Voorheen kon de stand van de klok alleen bepaald worden door gedurende de hele dag, bijvoorbeeld om het uur, bloed af te nemen en vervolgens de genactiviteit in elk monster te bepalen. De nieuwe test uit Chicago, Timesignature genoemd, vergt slechts twee keer bloedprikken. Een speciaal softwareprogramma op de computer kan dan op basis van de genactiviteit van een set van veertig afzonderlijke genen de tijd in het lichaam uitrekenen. Volgens de onderzoekers kan dat met een nauwkeurigheid van plus of min drie kwartier. De universiteit heeft octrooi aangevraagd op de test.
De vraag is nog wel of de test nauwkeurig genoeg is om individueel het juiste moment voor het slikken van tijdkritische medicijnen te bepalen. Van der Horst denkt dat het in de praktijk wel zal meevallen.
De Timesignaturetest zou op termijn best een standaardbepaling in het ziekenhuis kunnen worden, zegt Van der Horst. ‘De test meet de tijd in het bloed. Nu moet er alleen nog een onderzoek overheen die de klokstand in het bloed koppelt aan de stand van de klok in andere organen.’ De onderzoeken van Hogenesch en Braun verschenen respectievelijk in de wetenschappelijke tijdschriften Science Translational Medicine en PNAS.
‘We roepen in dit vakgebied al jaren dat de biologische klok van invloed is op de werking van geneesmiddelen’