Onderzoekers hebben een nieuwe eenvoudige bloedtest ontwikkeld die de tijd in je lichaam kan bepalen - die heel anders kan zijn dan de tijd die op de klok aan de muur wordt weergegeven.
Voorheen konden metingen met deze nauwkeurigheid alleen worden uitgevoerd door middel van een kostbaar en arbeidsintensief proces waarbij elk uur gedurende meerdere uren monsters werden genomen. De nieuwe test, TimeSignature genaamd, vereist slechts twee bloedafnames.
"Dit is een veel preciezere en geavanceerdere meting dan identificeren of je een ochtendleeuwerik of een nachtuil bent", zegt hoofdauteur Rosemary Braun, universitair docent preventieve geneeskunde (biostatistiek) aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine. “We kunnen de biologische klok van een persoon binnen 1.5 uur beoordelen.
"Verschillende groepen hebben geprobeerd om via een bloedtest de interne circadiane tijd te krijgen, maar niets was zo nauwkeurig of zo gemakkelijk te gebruiken als TimeSignature", zegt Braun.
Gesynchroniseerd, niet gesynchroniseerd
Processen in bijna elk weefsel- en orgaansysteem in het lichaam worden georkestreerd door een interne biologische klok, die het circadiane ritme aanstuurt, zoals de slaap-waakcyclus. De interne klokken van sommige individuen zijn gesynchroniseerd met externe tijd, maar anderen zijn niet gesynchroniseerd en worden als verkeerd uitgelijnd beschouwd.
Zoals vermeld in de Proceedings van de National Academy of Sciencesbiedt de nieuwe test voor het eerst onderzoekers de mogelijkheid om eenvoudig de impact te onderzoeken van verkeerd uitgelijnde circadiane klokken bij een reeks ziekten, waaronder hartaandoeningen, diabetes en de ziekte van Alzheimer.
Wanneer de bloedtest klinisch beschikbaar komt, zal het ook artsen een meting van de interne biologische klok van een individu geven om medicatiedosering op het meest effectieve tijdstip voor zijn of haar lichaam te begeleiden.
De software en het algoritme zijn gratis beschikbaar voor andere onderzoekers, zodat zij de fysiologische tijd in het lichaam van een persoon kunnen beoordelen. Noordwest heeft een patent aangevraagd op de bloedtest.
“Dit is echt een integraal onderdeel van gepersonaliseerde geneeskunde. Zoveel medicijnen hebben optimale tijdstippen voor dosering. "
"Dit is echt een integraal onderdeel van gepersonaliseerde geneeskunde", zegt coauteur Phyllis Zee, hoofd slaapgeneeskunde in de neurologie en professor in de neurologie. “Zoveel medicijnen hebben optimale tijdstippen voor dosering.
“Weten hoe laat het in je lichaam is, is van cruciaal belang om de meest effectieve voordelen te krijgen. De beste tijd voor u om het bloeddrukmedicijn of de chemotherapie of bestraling in te nemen, kan verschillen van iemand anders ', zegt Zee.
De test meet 40 verschillende genexpressiemarkers in het bloed en kan op elk moment van de dag worden genomen, ongeacht of de patiënt goed heeft geslapen of de hele nacht wakker is geweest. Het is gebaseerd op een algoritme dat Braun en collega's hebben ontwikkeld door het bloed van proefpersonen om de twee uur te trekken en te onderzoeken welke genen op bepaalde momenten van de dag hoger of lager waren. Wetenschappers gebruikten ook genexpressiegegevens van studies die in vier andere centra werden uitgevoerd.
'Tijd is alles'
De wetenschappers ontwikkelden vervolgens een machine-leermethode die ze gebruikten om een computer te trainen om het tijdstip van de dag te voorspellen op basis van patronen in deze genexpressiemetingen. Van de ongeveer 20,000 genen die onderzoekers hebben gemeten, kwamen deze 40 naar voren met het sterkste signaal.
"Timing is alles", zegt co-auteur Ravi Allada, een professor in de neurobiologie. “We weten dat als u uw interne klok verstoort, deze u vatbaar kan maken voor een reeks ziekten. Vrijwel elk weefsel en orgaansysteem wordt bestuurd door circadiane ritme.
“Vroeger hadden we geen klinisch haalbare manier om de klok te beoordelen bij gezonde mensen en mensen met ziekte. Nu kunnen we zien of een verstoorde klok correleert met verschillende ziekten en, nog belangrijker, of hij kan voorspellen wie ziek wordt. '
Preklinisch onderzoek door wetenschapper Joe Bass, hoofd van endocrinologie, metabolisme en moleculaire geneeskunde, identificeerde eerder een verband tussen een verkeerde uitlijning van het circadiane geslacht en diabetes, obesitas, depressie, hartaandoeningen en astma.
Aanpasbaar risico
Onderweg is Zee van plan de gezondheid te verbeteren en ziekten te behandelen door de circadiane klokken van mensen op één lijn te brengen met de externe tijd.
"Circadiane timing is een aanpasbare risicofactor voor het verbeteren van de cognitieve gezondheid, maar als we het niet kunnen meten, is het moeilijk om te weten of we de juiste diagnose hebben gesteld," zegt Zee. "Nu kunnen we het net als een lipideniveau meten."
Over de auteurs
De James S. McDonnell Foundation, het Defense Advanced Research Projects Agency en het Northwestern Center for Circadian and Sleep Medicine hebben het werk gefinancierd.
Hoofdauteur: Rosemary Braun, universitair docent preventieve geneeskunde (biostatistiek) aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine.
Coauteur: Phyllis Zee, hoofd slaapgeneeskunde in de neurologie en professor in de neurologie.
Coauthor: Ravi Allada, een professor in neurobiologie.
