Identificação de novos biomarcadores circadianos

Os relógios circadianos não são encontrados apenas em áreas discretas do cérebro, mas também em praticamente todos os órgãos de nossos corpos, incluindo o coração, os pulmões e o sistema imunológico. Interrupções nos relógios circadianos, ou cronopatologia, podem estar por trás de várias formas de distúrbios cardiovasculares, pulmonares e metabólicos. Nas últimas duas décadas, os geneticistas moleculares "quebraram" o relógio para revelar seus principais mecanismos bioquímicos evidentes em organismos, desde moscas-das-frutas até humanos. Esses insights mecanicistas levaram à descoberta de ligações entre a função do relógio e uma gama cada vez maior de doenças prevalentes, incluindo distúrbios cardíacos, pulmonares, metabólicos e do sono. No entanto, a prevalência de interrupção circadiana nessas populações de pacientes não é clara porque os testes atuais não são facilmente aplicados em ambientes clínicos ou ainda precisam ser desenvolvidos. Talvez a maior limitação dessas técnicas seja a necessidade de amostragem seriada por períodos prolongados de pelo menos 24 horas e, em alguns casos, mais. O desenvolvimento de um ensaio a partir de uma única coleta de sangue representaria um grande passo à frente, facilitando as avaliações da interrupção circadiana em uma variedade de doenças.

Uma estratégia alternativa aos ensaios existentes é usar microarrays genômicos para analisar os ritmos circadianos. Muitos estudos em vários organismos, bem como em vários órgãos e tecidos, descobriram que frações substanciais do genoma (2-10%) estão sob controle robusto do relógio circadiano. É importante ressaltar que essas centenas de genes rítmicos exibem picos de expressão em todos os momentos do dia, presumivelmente refletindo suas funções específicas de hora do dia. Usando isso como base, Ueda e seus colegas propuseram uma estratégia alternativa que permitiria a avaliação do tempo circadiano a partir de uma única coleta de sangue, permitindo avaliações mais rotineiras do estado do relógio circadiano. Em resumo, eles identificaram o complemento de genes rítmicos em fígados de camundongos. Eles então selecionaram um conjunto de aproximadamente 50 genes com tempos de pico únicos como "genes indicadores de tempo". Eles então avaliaram os níveis de transcrição desses genes indicadores de tempo em uma única hora do dia e descobriram que podiam determinar com precisão a hora do dia em que o fígado foi retirado com base nos níveis de expressão relativos dos genes indicadores de tempo. Esses estudos fornecem prova de princípio para a abordagem que propomos aqui. Estabelecer um ensaio molecular em humanos para ritmos circadianos a partir de um único ponto de tempo nos permitirá identificar distúrbios do ritmo circadiano e avaliar o tempo biológico interno para administrar terapias em seu momento mais eficaz.