Behandlung für Brustkrebs üblicherweise umfassen Strahlentherapie, die bietet gute Chancen auf Erfolg, aber mit einem ernsten long-Begriff Nebeneffekt: Toxizität durch die Strahlung erreicht das Herz, verursacht DNA-Schäden in gesunden Zellen des Herzens. Im Laufe der Zeit kann dies zu Herzkrankheiten und schließlich Herzinsuffizienz.
Eine neue Studie durch Forscher an der Washington State University College of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences legt nahe, dass eine präventive Lösung liegen in der biologischen Uhr, die built-in-time-keeping-Mechanismus, der uns davon abhält, auf eine 24-Stunden-Rhythmus von Ruhe und Aktivität und reguliert eine Vielzahl von Prozessen in unserem Körper.
Veröffentlicht im FASEB Journal, Ihre Studie ein nagetier-Modell, um zu bestimmen, ob die biologische Uhr ist beteiligt an Herz-Giftigkeit von Strahlentherapie und könnte verwendet werden, als Teil einer Strategie zur Reduktion dieser Toxizität. Ihre Ergebnisse zeigten, dass nach Erhalt einer Dosis von Strahlung auf das Herz, die Mäuse mit einer gestörten biologischen Uhren hatten signifikant schlechtere Herzfunktion als die Steuerelement-Mäuse.
Außerdem haben die Forscher gezeigt, dass ein protein, bekannt als Bmal1—welche Laufwerke 24-Stunden-Rhythmen in der expression vieler Gene spielt eine wichtige Rolle für den Schutz der Herzen von strahlenbedingten Schäden.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Bmal1 dient als biomarker für die Anfälligkeit für Strahlung-induzierten DNA-Schäden zu Herzen,“ sagte Shobhan Gaddameedhi, assistant professor in der Abteilung von Pharmazeutischen Wissenschaften und der Studie leitende Autor.
Obwohl mehr Forschung ist notwendig, die Forscher sind zuversichtlich, dass Ihre Entdeckung könnte eines Tages verwendet werden, zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei Brustkrebs-Patientinnen. Panshak Dakup—die Studie der erste Autor und ein Ph. D. in pharmaceutical sciences student—sagte, Ihre Ergebnisse hält Versprechen für die personalisierte Medizin. „Zum Beispiel, in der Brust-Krebs-Patienten, haben eine lange Geschichte, die Nachtschichten arbeiten, die Ausprägung der biologischen Uhr, Proteine wie Bmal1 kann beeinträchtigt werden, und es könnte sein, dass die Strahlentherapie ist nicht die beste option für Sie ist.“
Gaddameedhi hinzu, dass es könnte auch verwendet werden, optimieren das timing der Strahlentherapie, so ist es, wenn ein patient die Bmal1-Ebene bietet den größten Schutz vor Schädigungen des Herzens. Das timing kann variieren, abhängig von einer person chronotype—egal, ob Sie Frühaufsteher oder Nachtschwärmer—sowie auf andere Faktoren, die Einfluss auf den status des Meisters der biologischen Uhr, wie shiftwork oder häufigen Reisen über Zeitzonen hinweg.
Dakup die Experimente durchgeführt, die für die Studie als Teil eines predoctoral fellowship unterstützt von der American Heart Association. Weitere wichtige Unterstützung für die Studie kam von den Nationalen Instituten der Gesundheit.
In der Studie Haupt-experiment, Dakup schaute auf die Herzfunktion von zwei Gruppen von Mäusen, die mit einer gestörten Uhren, im Vergleich zu der Kontrolle der Maus. Eine Gruppe hatte eine genetische mutation, die beseitigt Per1-und Per2—zwei Gene, die den Körper steuert, ist der master biologische Uhr. Die zweite Gruppe waren Wildtyp-Mäuse wurden auf eine simulierte rotierende Schichtplan, in dem Licht-dunkel-Zyklen wurden Umgekehrt wöchentlich, wirft Ihre Uhren. Die Kontrollgruppe Bestand aus Wildtyp-Mäusen mit gesunden biologischen Uhren, die waren auf einem simulierten Tag Schichtplan. Alle Mäuse erhielten eine Bestrahlung der Brust enthalten, dass alle von Herzen.
Die Zusammenarbeit mit Assistenz-professor für pharmazeutische Wissenschaften und Herz-Kreislauf-Biologie-Experte Zhaokang Cheng, Dakup verwendet Ultraschall-Echokardiographie-Technologie zu vergleichen, die Herz-Funktion zwischen den drei Gruppen, sowohl vor als auch bis zu sechs Wochen nach der Bestrahlung. Im Uhr-Mäusen gestört, das Herz, die Fähigkeit zu Pumpen Blut heraus und in den Verkehr wurde beeinträchtigt durch einen Verlust der Elastizität in die herzkammer. Diese Mäuse hatte auch mehr Herzen Narbengewebe als Steuerelement Mäuse.
Weitere Analysen konzentrierten sich auf die Ermittlung einer möglichen Beziehung mit der biologischen Uhr Bmal1 protein. Die Forscher zeigten, dass Bmal1 Stufen über 24 Stunden signifikant niedriger waren im Uhr-gestört-Mäusen versus Bekämpfung von Mäusen und erreichte zu einem späteren Zeitpunkt. Sie fanden auch, dass höhere Level von Bmal1 wurden im Zusammenhang mit geringeren DNA-Schäden Ebenen, und Umgekehrt.
Schließlich fanden die Forscher, dass Bmal1 interagiert mit dem BRCA1, BRCA2 und ATM-Gene, drei DNA-damage response Gene sagten Sie sind wichtig im Kampf gegen die Strahlen-induzierten DNA-Schäden und Zelltod.
„Wenn Bmal1 bindet diese Gene, ist es möglicherweise versuchen, zu erhöhen oder aktivieren Ihre Funktion gegen die Kollateralschäden, verursacht durch Strahlentherapie,“ Gaddameedhi sagte.