Identification de nouveaux biomarqueurs circadiens

Les horloges circadiennes ne se trouvent pas seulement dans des zones discrètes du cerveau, mais se trouvent dans pratiquement tous les organes de notre corps, y compris le cœur, les poumons et le système immunitaire. Les perturbations des horloges circadiennes, ou chronopathologie, peuvent être à l'origine de diverses formes de troubles cardiovasculaires, pulmonaires et métaboliques. Au cours des deux dernières décennies, les généticiens moléculaires ont "craqué" l'horloge pour révéler ses mécanismes biochimiques de base évidents dans les organismes, des mouches des fruits aux humains. Ces connaissances mécanistes ont conduit à la découverte de liens entre la fonction de l'horloge et un éventail sans cesse croissant de maladies courantes, notamment les troubles cardiaques, pulmonaires, métaboliques et du sommeil. Pourtant, la prévalence de la perturbation circadienne dans ces populations de patients n'est pas claire car les tests actuels ne sont pas facilement appliqués en milieu clinique ou doivent encore être développés. La principale limitation de ces techniques est peut-être la nécessité d'un échantillonnage en série sur des périodes prolongées d'au moins 24 heures et, dans certains cas, plus longtemps. Le développement d'un test à partir d'un seul prélèvement sanguin représenterait une avancée majeure, facilitant les évaluations des perturbations circadiennes dans une gamme de maladies.

Une stratégie alternative aux tests existants consiste à utiliser des puces génomiques pour analyser les rythmes circadiens. De nombreuses études portant sur un certain nombre d'organismes ainsi que sur plusieurs organes et tissus ont montré que des fractions substantielles du génome (2 à 10 %) sont sous contrôle robuste de l'horloge circadienne. Il est important de noter que ces centaines de gènes rythmiques présentent des pics d'expression à tout moment de la journée, reflétant vraisemblablement leurs fonctions spécifiques à l'heure de la journée. En utilisant cela comme base, Ueda et ses collègues ont proposé une stratégie alternative qui permettrait d'évaluer le temps circadien à partir d'un seul prélèvement sanguin permettant des évaluations plus routinières de l'état de l'horloge circadienne. En bref, ils ont identifié le complément des gènes rythmiques dans le foie des souris. Ils ont ensuite sélectionné un ensemble d'environ 50 gènes avec des temps de pointe uniques en tant que "gènes indiquant le temps". Ils ont ensuite évalué les niveaux de transcription de ces gènes indiquant l'heure à une seule heure de la journée et ont découvert qu'ils pouvaient déterminer avec précision l'heure de la journée à laquelle le foie était prélevé en fonction des niveaux d'expression relatifs des gènes indiquant l'heure. Ces études fournissent une preuve de principe pour l'approche que nous proposons ici. L'établissement d'un test moléculaire chez l'homme pour les rythmes circadiens à partir d'un seul point de temps nous permettra d'identifier les troubles du rythme circadien et d'évaluer le temps biologique interne pour administrer des thérapies à leur moment le plus efficace.