Identifikace nových cirkadiánních biomarkerů

Cirkadiánní hodiny se nenacházejí pouze v jednotlivých oblastech mozku, ale nacházejí se prakticky v každém orgánu v našem těle, včetně srdce, plic a imunitního systému. Poruchy cirkadiánních hodin nebo chronopatologie mohou být základem různých forem kardiovaskulárních, plicních a metabolických poruch. Během posledních dvou desetiletí molekulární genetici „rozlouskli“ hodiny, aby odhalili jejich základní biochemické mechanismy evidentní v organismech od ovocných mušek po lidi. Tyto mechanické poznatky vedly k objevu souvislostí mezi funkcí hodin a stále se rozšiřující řadou převládajících onemocnění, včetně srdečních, plicních, metabolických poruch a poruch spánku. Prevalence cirkadiánního narušení u těchto populací pacientů je však nejasná, protože současné testy nejsou snadno použitelné v klinickém prostředí nebo je teprve musí být vyvinuto. Snad hlavním omezením těchto technik je potřeba sériového vzorkování po delší dobu alespoň 24 hodin a v některých případech i déle. Vývoj testu z jednoho odběru krve by představoval velký krok vpřed, který by usnadnil hodnocení cirkadiánního narušení u řady onemocnění.

Alternativní strategií ke stávajícím testům je použití genomových mikročipů k analýze cirkadiánních rytmů. Mnoho studií na řadě organismů a také na mnoha orgánech a tkáních zjistilo, že podstatné části genomu (2-10 %) jsou pod robustní kontrolou cirkadiánních hodin. Důležité je, že tyto stovky rytmických genů vykazují vrcholy exprese po celou dobu během dne, což pravděpodobně odráží jejich specifické funkce v denní době. Na základě toho Ueda a kolegové navrhli alternativní strategii, která by umožnila hodnocení cirkadiánního času z jednoho odběru krve, což by umožnilo rutinnější hodnocení stavu cirkadiánních hodin. Stručně řečeno, identifikovali komplement rytmických genů v játrech myší. Poté vybrali soubor přibližně 50 genů s jedinečnými časy špiček jako „geny indikující čas“. Poté vyhodnotili úrovně transkriptů těchto genů indikujících čas v jednu denní dobu a zjistili, že mohou přesně určit denní dobu, kdy byla odebrána játra, na základě relativních úrovní exprese genů indikujících čas. Tyto studie poskytují důkaz o principu přístupu, který zde navrhujeme. Zavedení molekulárního testu na cirkadiánní rytmy u lidí z jediného časového bodu nám umožní identifikovat poruchy cirkadiánního rytmu a vyhodnotit vnitřní biologický čas k podání terapií v jejich nejúčinnějším čase.