Alle klokken in je bloed zijn in kaart gebracht

Geneeskunde

Weefsels hebben hun eigen bioritme. Dat van hart- en bloedvaten is nu bepaald. Het kan helpen medicatie op het juiste moment toe te dienen.

Foto Getty Images

Hoe laat is het in je hart? Die informatie kan van belang zijn voor de medicatie die bloeddruk of hartritme reguleren. Twee Amerikaanse onderzoeken die deze week verschenen in de wetenschappelijke tijdschriften Science Translational Medicine en PNAS brengen de praktische toepassing van chronobiologie een belangrijke stap verder.

De biologische klok in het menselijk lichaam houdt een 24-uursritme aan dat ruwweg gelijkloopt met het ritme van dag en nacht. Het daglicht is de prikkel die de centrale klok in de hersenen gelijk zet. In alle weefsel elders in het lichaam zijn afgeleide (perifere) klokken die, aangestuurd door de centrale klok, hun eigen ritme aanhouden. De activiteit van zeker de helft van alle eiwitproducerende genen schommelt mee in dat dagelijkse ritme, in ieder type weefsel in een eigen patroon. En dat betekent ook dat sommige medicijnen op bepaalde momenten van de dag of nacht beter of slechter zullen werken. Eerdere onderzoeken toonden al aan dat bijvoorbeeld het resultaat van een hartoperatie of bestraling bij kanker beïnvloed wordt door het moment van de dag waarop de ingreep werd uitgevoerd.

Databank van genenactiviteit

Onderzoekers onder leiding van chronobioloog John Hogenesch van het Cincinnati Children’s Hospital hebben nu een databank gemaakt van het ritme in de genenactiviteit van dertien verschillende weefsels (onder meer lever, longen en hart). Door de data van 632 overleden donoren te combineren in een rekenmodel geeft dat een overzicht van de cyclische variatie in het aan- en uitschakelen van genen in verschillende weefsels. Behalve algemene klokgenen, die het ritme in de cel aangeven, oscilleren afhankelijk van het celtype honderden tot wel duizenden andere genen mee.

Hogenesch en zijn team zoomden in op hart en bloedvaten. Ze identificeerden 136 oscillerende genen in het weefsel van hartkamer, aorta, kransslagader en beenslagader, die bekende aangrijpingspunten zijn van bestaande en experimentele medicijnen. Het gaat onder meer om bètablokkers, calciumblokkers en ACE-remmers die inwerken op enzymen en transportkanaaltjes in de buitenkant van cellen.

De onderzoekers benadrukken dat de klokinformatie nog niet direct toepasbaar is bij patiënten die zulke hart- en vaatmedicijnen slikken. Verder onderzoek zal nog moeten bevestigen dat het tijdstip van innemen van deze medicijnen inderdaad van invloed is op hun werking. „Dit is mooi onderzoek”, reageert chronobioloog Bert van der Horst van het Erasmus MC in Rotterdam enthousiast, „We roepen in dit vakgebied al jaren dat de biologische klok van invloed is op de werking van geneesmiddelen. Maar het is mooi dat dit effect nu systematisch in een brede populatie is uitgezocht.”

De biologische klok loopt echter niet bij iedereen gelijk. Behalve een verschil tussen avond- en ochtendmensen geeft het moderne leven ook soms een verschuiving. Die kan tijdelijk zijn, bijvoorbeeld door een jetlag na een lange vliegreis of de overgang van zomer- naar wintertijd. Kunstlicht en het werken in nachtdiensten kunnen het interne bioritme structureel verschuiven. Daarom is het van belang individueel te kunnen bepalen hoe laat het is in iemands lichaam.

Toevallig ook deze week publiceerde de groep van Rosemary Braun van de Northwesteren University in Chicago over een nieuwe bloedtest om de biologische klok te meten. Daarmee wordt het veel makkelijker een voor- of achterlopende biologische klok op te sporen, schrijven de onderzoekers.

Eenvoudiger bloedtest

Voorheen kon de stand van de klok alleen bepaald worden door gedurende de hele dag, bijvoorbeeld om het uur, bloed af te nemen en vervolgens de genactiviteit in elk monster te bepalen. De nieuwe test uit Chicago, TimeSignature genoemd, vergt slechts twee keer bloedprikken. Een speciaal softwareprogramma op de computer kan dan op basis van de genactiviteit van een set van veertig afzonderlijke genen de tijd in het lichaam uitrekenen. Volgens de onderzoekers kan dat met een nauwkeurigheid van plus of min drie kwartier. De universiteit heeft octrooi aangevraagd op de test.

De vraag is nog wel of de test nauwkeurig genoeg is om individueel het juiste moment voor het slikken van tijdkritische medicijnen te bepalen. Van der Horst denkt dat het in de praktijk wel zal meevallen: „Het medicijn circuleert doorgaans een paar uur in het bloed, dus ook met deze foutmarge zou men het medicijn ongeveer een uur voor de verwachte piek in de eiwitaanmaak kunnen slikken.”

De TimeSignature-test zou op termijn best een standaardbepaling in het ziekenhuis kunnen worden, zegt Van der Horst. „De test meet de tijd in het bloed. Nu moet er alleen nog een onderzoek overheen die de klokstand in het bloed koppelt aan de stand van de klok in andere organen.”

    • Sander Voormolen