Quando si tratta di trattamenti antitumorali e chemioterapici, è scontato che tutti i soggetti coinvolti vogliano ottenere i migliori risultati possibili. Una nuova ricerca che collega cronobiologia e chemioterapia, rivela il momento ottimale per la somministrazione dei farmaci chemioterapici per ottenere i migliori risultati di trattamento. Regimi farmacologici personalizzati potrebbero significare trattamenti più efficaci e meno tossici.
Cosa sono i ritmi circadiani?
Tutti gli esseri viventi esposti alla luce solare possiedono un orologio biologico con ritmi innati che tendono ad allinearsi con l’ambiente circostante. I ritmi circadiani sono comunemente associati al loro ruolo nel ciclo sonno-veglia, ma la ricerca continua a scoprire quanto profondamente i numerosi orologi del corpo influenzino il nostro funzionamento biochimico, fisiologico e psicologico.
Ogni cellula del nostro corpo possiede un proprio orologio individuale. Questi orologi interni seguono un ciclo di 24 ore e influenzano tutto, dalla fame, alla funzione cardiaca e all’immunità, fino alla chiarezza cognitiva, all’umore e ai meccanismi di risposta allo stress. Con l’aumento delle prove che collegano l’alterazione dell’orologio biologico a numerose condizioni di salute, è importante comprendere meglio la relazione tra il nostro corpo e i suoi ritmi naturali.
Cronobiologia e chemioterapia: I ritmi circadiani influenzano i trattamenti contro il cancro
Un gruppo di ricercatori del Sancar Lab dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill si è concentrato sul modo in cui questi ritmi circadiani hanno un impatto diretto sulla riparazione del DNA nelle cellule. La ricerca del team sulla chemioterapia e il danno cellulare suggerisce che, per ottenere i migliori risultati con i minori effetti collaterali, esiste un momento di picco per la somministrazione dei farmaci chemioterapici.
Secondo Aziz Sancar, professore di biochimica e biofisica dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, “abbiamo scoperto che ci sono quasi 2.000 geni, le cui parti vengono riparate in momenti diversi della giornata, a seconda del gene”. Il professor Sancar è stato insignito del Premio Nobel per la Chimica nel 2015 insieme ai colleghi per il loro lavoro di comprensione dei meccanismi alla base della riparazione del DNA. Il team del Laboratorio Sancar continua ad approfondire il modo in cui i ritmi circadiani influenzano la riparazione del DNA.
Cancro, cisplatino e ruolo dei ritmi circadiani nella terapia
Sulla base delle precedenti ricerche sull’orologio circadiano e la chemioterapia, i più recenti sforzi del team forniscono una comprensione ancora migliore di come gli orologi biologici influenzino la riparazione del DNA durante i trattamenti chemioterapici con il cisplatino, farmaco antitumorale ampiamente utilizzato. Nel lavoro più recente, il team ha esaminato come reagiscono i geni all’interno del tessuto renale ed epatico dei topi durante le 24 ore successive al trattamento con cisplatino. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista PNAS.
Il cisplatino è il farmaco antitumorale più comunemente usato nel trattamento dei tumori dei tessuti solidi, come il cancro al seno, al colon-retto, ai polmoni, alle ovaie e ai testicoli. Il farmaco uccide efficacemente il cancro danneggiando il suo DNA cellulare, ma danneggia anche il DNA delle cellule sane, creando effetti collaterali dannosi che talvolta richiedono l’interruzione del trattamento. Poiché sia le cellule sane che quelle cancerose sono in grado di riparare i danni cellulari causati dal cisplatino, il successo del trattamento si basa sul danneggiamento del tessuto canceroso quando questo è meno in grado di ripararsi da solo, risparmiando il più possibile il tessuto normale.
Negli ultimi decenni la ricerca ha esaminato il legame tra cronobiologia e chemioterapia nella speranza di guidare meglio la tempistica della terapia, ma nonostante i risultati fossero ancora promettenti, gli esperimenti alla fine sono falliti a causa di scelte temporali arbitrarie piuttosto che di segnali dell’orologio cellulare. L’équipe del professor Sancar ha messo a punto una tecnica per monitorare come e quando vengono riparati precisi segmenti di DNA. Nel suo ultimo lavoro, l’équipe ha esaminato oltre 25 mila geni utilizzando questo metodo per capire esattamente come il DNA delle cellule renali ed epatiche dei topi abbia reagito dopo essere stato trattato con il cisplatino. È emerso che alcuni geni si riparano sempre al mattino, mentre altri si riparano sempre alla sera.
Geni diversi si riparano in momenti diversi della giornata
Secondo Yanyan Yang, ricercatore post-dottorato in biochimica e biofisica presso l’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e principale ricercatore del team, “abbiamo scoperto quale gene che causa il cancro o quale gene che previene il cancro viene riparato quando il farmaco viene somministrato in determinate ore del giorno. Alcuni geni venivano sempre riparati all’alba, altri al tramonto. Questo suggerisce che il momento migliore per la chemioterapia è quando le cellule sane possono ricostruire in modo efficiente il loro DNA e quando le cellule tumorali si riparano male”.
L’équipe spera di applicare le proprie scoperte ai tessuti umani in studi futuri. Il loro lavoro potrebbe aprire la strada a un futuro in cui i trattamenti chemioterapici siano personalizzati per allinearsi sia all’orologio circadiano dell’individuo sia a quello della sua malattia, rendendo i trattamenti molto più sicuri ed efficaci delle attuali opzioni terapeutiche.
“Con ulteriori test, speriamo di determinare se la cronoterapia con cisplatino possa migliorare la sopravvivenza dei pazienti oncologici”, afferma la dottoressa Yang.
