El tratamiento para el cáncer de seno comúnmente incluye radioterapia, que ofrece buenas posibilidades de éxito pero conlleva un efecto secundario grave a largo plazo: toxicidad debido a la radiación que llega al corazón, causando daño al ADN en las células sanas del corazón. Con el tiempo, esto puedeconducir a enfermedades del corazón y, finalmente, insuficiencia cardíaca.
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas de la Universidad Estatal de Washington sugiere que una solución preventiva puede estar en el reloj biológico, el mecanismo de cronometraje incorporado que nos mantiene en un ciclo de descanso de 24 horasy actividad y regula una amplia variedad de procesos en nuestros cuerpos.
Publicado en el Diario FASEB , su estudio usó un modelo de roedor para determinar si el reloj biológico está involucrado en la toxicidad cardíaca de la radioterapia y podría usarse como parte de una estrategia para reducir esta toxicidad. Sus hallazgos mostraron que después de recibir una dosis de radiación al corazón, los ratones con relojes biológicos alterados tenían una función cardíaca significativamente peor que los ratones de control.
Además, los investigadores demostraron que una proteína conocida como Bmal1, que impulsa los ritmos de 24 horas en la expresión de muchos genes, juega un papel importante en la protección del corazón del daño relacionado con la radiación.
"Nuestros hallazgos sugieren que Bmal1 sirve como un biomarcador para la susceptibilidad al daño del ADN inducido por la radiación en el corazón", dijo Shobhan Gaddameedhi, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Farmacéuticas y autor principal del estudio.
Aunque se necesita más investigación, los investigadores esperan que su descubrimiento algún día pueda usarse para mejorar los resultados del tratamiento para pacientes con cáncer de mama. Panshak Dakup, el primer autor del estudio y estudiante de doctorado en ciencias farmacéuticas, dijo que su hallazgo es prometedorpara la medicina personalizada ". Por ejemplo, en pacientes con cáncer de mama que tienen un largo historial de turnos nocturnos de trabajo, la expresión de proteínas biológicas como Bmal1 puede verse comprometida, y podría ser que la radioterapia no sea la mejor opción para ellos."
Gaddameedhi agregó que también podría usarse para optimizar el tiempo de la radioterapia, por lo que se proporciona cuando el nivel Bmal1 de un paciente ofrece el mayor nivel de protección contra el daño cardíaco. Ese tiempo puede variar según el cronotipo de una persona, ya seamadrugadores o noctámbulos, así como en otros factores que influyen en el estado del reloj biológico maestro, como el trabajo por turnos o los viajes frecuentes a través de zonas horarias.
Dakup realizó los experimentos para el estudio como parte de una beca predoctoral apoyada por la American Heart Association. El Instituto de Salud de los Institutos Nacionales de Salud brindó un importante apoyo adicional para el estudio.
En el experimento principal del estudio, Dakup observó la función cardíaca de dos grupos de ratones con relojes alterados, en comparación con la de los ratones de control. Un grupo tenía una mutación genética que eliminaba Per1 y Per2, dos genes que controlan el cuerporeloj biológico maestro. El segundo grupo fueron ratones de tipo salvaje que se pusieron en un horario de turno giratorio simulado en el que los ciclos de luz-oscuridad se invirtieron semanalmente, arrojando sus relojes. El grupo de control consistió en ratones de tipo salvaje con relojes biológicos sanos queestaban en un horario de turno de día simulado. Todos los ratones recibieron radioterapia en el pecho que incluía todo el corazón.
En colaboración con el profesor asistente de ciencias farmacéuticas y experto en biología cardiovascular Zhaokang Cheng, Dakup utilizó la tecnología de ecocardiografía con ultrasonido para comparar la función cardíaca entre los tres grupos, tanto antes como hasta seis semanas después del tratamiento con radiación.la capacidad de bombear sangre a la circulación se vio comprometida debido a una pérdida de elasticidad en el ventrículo cardíaco. Esos ratones también tenían más tejido cicatricial que los ratones de control.
Los análisis adicionales se centraron en determinar una posible relación con la proteína biológica del reloj Bmal1. Los investigadores mostraron que los niveles de Bmal1 a lo largo de 24 horas fueron significativamente más bajos en los ratones con interrupción del reloj versus los ratones de control y alcanzaron su punto máximo en un momento posterior.de Bmal1 se asociaron con niveles más bajos de daño en el ADN y viceversa.
Finalmente, los investigadores descubrieron que Bmal1 interactúa con los genes BRCA1, BRCA2 y ATM, tres genes de respuesta al daño del ADN que, según ellos, son importantes en la lucha contra el daño del ADN inducido por la radiación y la muerte celular.
"Cuando Bmal1 se une a estos genes, potencialmente trata de elevar o activar su función contra el daño colateral causado por la radioterapia", dijo Gaddameedhi.
El siguiente paso de los investigadores es probar su hipótesis en un modelo de cáncer. Esto los ayudará a determinar el mecanismo exacto por el cual el reloj biológico protege al corazón del daño por radiación. Luego podrían usar este conocimiento para desarrollar nuevas estrategias de tratamiento paraminimizar el daño cardíaco al tiempo que maximiza la capacidad de matar células tumorales. Cualquier estrategia de este tipo primero debería probarse en ensayos clínicos antes de que pudieran adoptarse.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Judith Van Dongen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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