药物的有效性可能受到多种因素的影响，包括其给药时间。这种有效性的变化发生是因为我们的身体并不是以统一的方式运作；相反，它们遵循由内部生物钟控制的周期，通常称为昼夜节律。由于这些昼夜节律因人而异，并受到各种因素的影响，因此特别难以为每个人的生物钟定制药物给药时间。然而，研究人员最近创造了一种方法来确定癌症治疗的最佳时机，特别针对某些乳腺癌细胞系。
药物的有效性依赖于不同的因素，特别是给药的时间。这是因为我们的身体并不是以统一的方式运作；相反，它们遵循一个称为昼夜节律的内部时钟所支配的周期。由于每个人的昼夜节律都是独特的，并受到多种因素的影响，因此个性化药物给药时间就显得具有挑战性。柏林夏里特大学医学院的一组研究团队现在设计了一种技术，通过分析特定的乳腺癌细胞系来识别癌症治疗的最佳时间，具体细节刊登在《自然通讯》上。
个体的内部时钟调节着多种身体功能和代谢活动，例如睡眠和消化。然而，活动根据一天中的时间变化的不仅仅是器官；个体细胞也会根据一个人的生物钟运作，导致它们在一天中的不同时间对各种外部刺激表现出不同的反应。这对于癌症化疗的实施至关重要。研究表明，肿瘤细胞在积极分裂时化疗效果最佳，尽管这一知识尚未完全融入临床治疗。
由卡尔·阿德里安·恩里克·格拉纳达博士领导的一支跨学科团队在夏里特大学医学院，旨在弥补这一差距。他们希望根据肿瘤的独特昼夜节律来确定药物给药的最佳时机。
研究三阴性乳腺癌
“我们培养了来自三阴性乳腺癌患者的细胞，以监测它们在一天不同时间对药物的反应，”格拉纳达团队的研究助理卡罗琳·埃克托表示。三阴性乳腺癌以其侵袭性强和缺乏有效治疗选项而著称。“通过采用活体成像技术，即持续观察活细胞的技术，再结合先进的数据分析方法，我们对这些癌细胞的昼夜节律、生长阶段及药物反应进行了深入研究。”
这项研究使研究人员能确定癌细胞在特定时间表现出对药物治疗的敏感性。例如，化疗药物5-氟尿嘧啶（5-FU）在早上8点到10点之间对某种癌细胞系表现出最佳效果。研究还揭示了特定细胞和遗传特征的重要性，使科学家能够识别影响各种药物昼夜效应的关键基因。“我们称这些为‘核心时钟基因’，因为它们显著影响癌细胞对不同给药时间药物的反应，”格拉纳达解释道。
创建癌细胞反应的档案
此方法可以帮助开发详细的档案，说明不同类型的癌细胞如何在不同时间对不同药物做出反应。“这可以帮助确定最有效的药物组合，”格拉纳达说。“总体而言，我们的结果表明，基于个体昼夜节律的个性化治疗策略可以显著增强癌症治疗的有效性，”他补充说，并指出还有可能减少不良副作用。
为了确保这项研究尽快惠及临床实践，研究结果需要通过较大患者群体的研究进行验证。“我们的未来计划包括调查影响昼夜节律与药物敏感性的分子机制，以进一步改善治疗时机并发现新的治疗途径，”格拉纳达表示。
关于这项研究
该研究是在夏里特大学综合癌症中心（CCCC）进行的，由阿德里安·恩里克·格拉纳达博士（最后一位作者）领导。他领导的格拉纳达实验室专注于系统肿瘤学。该出版物的第一作者卡罗琳·埃克托是CCCC的研究助理，也是柏林洪堡大学的研究生。
该团队与夏里特大学的节律生物学系密切合作，由阿基姆·克雷默教授领导，收集细胞生物钟的复杂时间序列数据。数据分析与来自柏林洪堡大学理论生物学研究所的汉斯彼得·赫尔策尔教授及卢森堡大学的托马斯·绍特教授领导的团队合作进行。此次研究的资金由德国联邦教育和研究部（BMBF）和德国研究基金会（DFG）提供。
