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Una base de datos vincula los ritmos genéticos del cuerpo con el metabolismo de los fármacos en tejidos

Jueves 20 Septiembre, 2018 en  Ciencia y Tecnología

(Europa Press) Utilizando nuevas herramientas bioinformáticas para analizar miles de muestras de tejido humano, investigadores del Centro Médico del Hospital Pediátrico de Cincinnati, en Estados Unidos, crearon una nueva base de datos de ritmos diarios en la actividad genética humana, incluidos muchos genes que regulan el funcionamiento de los fármacos. En un artículo publicado en ‘Science(...)

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(Europa Press) Utilizando nuevas herramientas bioinformáticas para analizar miles de muestras de tejido humano, investigadores del Centro Médico del Hospital Pediátrico de Cincinnati, en Estados Unidos, crearon una nueva base de datos de ritmos diarios en la actividad genética humana, incluidos muchos genes que regulan el funcionamiento de los fármacos.

En un artículo publicado en ‘Science Translational Medicine’, los investigadores dicen que sus resultados podrían tener implicaciones significativas para un creciente campo de estudio llamado medicina circadiana: sincronizar la administración de medicamentos u otras terapias para que coincidan con el reloj interno del cuerpo.

“Identificamos ritmos en la expresión de genes en todo el cuerpo en un grupo grande y diverso de personas”, dice John Hogenesch, investigador principal y biólogo circadiano en las divisiones de Genética Humana e Inmunobiología. “No importa si eres hombre, mujer, joven o viejo, o cuál es tu origen étnico, el reloj interno de tu cuerpo regula la mitad de tu genoma. Esto incluye las enzimas metabolizadoras de los fármacos, los transportadores y los objetivos”.

Los autores enfatizan que se necesitan estudios adicionales antes de que estos hallazgos se traduzcan en práctica clínica. Esto incluye investigaciones en modelos preclínicos, que podrían respaldar futuros estudios sobre el momento de la administración de medicamentos en las personas. “Como la mayoría de estos medicamentos son seguros y están aprobados, este proceso debería ser mucho más rápido que el descubrimiento de medicamentos tradicional, que puede llevar una década o más”, dice Hogenesch.

Un desafío para aplicar el tiempo biológico en la práctica clínica es la falta de conocimiento sobre cómo el reloj circadiano controla los ritmos en los humanos. Para llenar ese vacío, los investigadores utilizaron su algoritmo informático desarrollado recientemente llamado CYCLOPS. El algoritmo es un nuevo enfoque para estudiar cómo el reloj interno del cuerpo regula los cambios las 24 horas en la actividad de los genes en las personas.

Hogenesch y su equipo utilizaron CYCLOPS para analizar el momento de las interacciones gen-tejido en los 13 tipos de tejido, que provenían de 632 donantes humanos. Los datos brutos sobre las muestras provinieron del ‘Genotype-Tissue Expression (GTEx) Consortium’. Financiado por los Institutos Nacionales de Salud, GTEx cataloga la variación genética y su influencia en la expresión génica en y entre los principales tejidos del cuerpo humano.

Hallan 136 dianas farmacológicas cíclicas en tejidos cardíacos 

De los miles de genes que funcionaban en ciclos rítmicamente en los diferentes tejidos humanos, los genes del reloj central se encontraban entre los más robustos.

Este hallazgo también se alineó con evaluaciones anteriores en otros vertebrados. De estos, 917 genes codifican proteínas que ayudan a transportar o metabolizar medicamentos o que son a su vez objetivos farmacológicos.

“En general, esto conecta miles de medicamentos diferentes, aprobados y experimentales, a casi 1.000 genes en ciclo –explica Marc Ruben, primer autor del estudio e investigador–. Descubrimos que los genes que circulan en el sistema cardiovascular humano son el objetivo de muchos de estos medicamentos”.

Los investigadores informaron de 136 dianas farmacológicas que funcionan en ciclos rítmicamente en al menos uno de los cuatro tejidos cardiacos, la cámara auricular, la aorta, la arteria coronaria y la arteria tibial. Muchos de estos son objetivos de “estándar de atención” para medicamentos utilizados para tratar enfermedades del corazón, por ejemplo, una familia de medicamentos llamados bloqueadores de los canales de calcio.

Estos fármacos inhiben la entrada de calcio en las células del corazón y los vasos sanguíneos para promover la relajación del músculo liso y se usan para tratar la hipertensión y la angina de pecho. Los científicos también discutieron otros desafíos al poner estas ideas en práctica. Uno de estos desafíos es medir el tiempo del cuerpo.

“No es tan simple como tomar el medicamento por la mañana –explica el Dr. Ruben–. Uno de cada seis trabajadores en Estados Unidos tiene trabajo por turnos, por lo que, aunque puede ser de mañana para la mayoría, es hora de acostarse para otros. Necesitamos una manera sólida de medir el tiempo corporal para dar cuenta de esto”.


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