I nostri orologi per il corpo non hanno molto rispetto.
Certo, ne parliamo continuamente: "Io non sono una persona mattiniera" o "Sono talmente tardivo". Di solito, però, è solo per fare conversazione o giocare la carta di biologia se ci sentiamo particolarmente disfunzionale.
Ma il nostro orologio interno, in effetti, sembra essere una forza potente per mantenerci in salute. E, ora che tre scienziati americani del ritmo circadiano hanno vinto il premio Nobel per la fisiologia o la medicina lo scorso anno, il suo impatto su come ci sentiamo e su come funzioniamo viene preso più seriamente nella comunità medica.
Quei ricercatori hanno sottolineato che i geni legati ai nostri orologi per il corpo svolgono un ruolo critico in tutto, dai nostri livelli di ormoni e temperatura corporea ai nostri cicli del sonno e persino al nostro comportamento. Si ritiene ora che tra il 30 e il 50 percento dei nostri geni abbia un'attività regolata da ritmi circadiani, compresi quelli che fanno parte del nostro sistema immunitario.
"Ci sono un sacco di prove che dimostrano che condizioni come la depressione, il diabete, le malattie cardiache e l'Alzheimer hanno una connessione con il tuo orologio corporeo", afferma Rosemary Braun, assistente professore di medicina preventiva presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern University.
"Quindi, se potessimo rilevare il tempo fisiologico di una persona?"
A che ora sei
Braun fa parte di un gruppo di ricerca della Northwestern che ha fatto un grande primo passo in questo senso. In uno studio recentemente pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences, gli scienziati hanno riferito sullo sviluppo di un esame del sangue che dicono in grado di rilevare che ore sono nel corpo di una persona.
Braun afferma che il test, chiamato TimeSignature, può arrivare entro un'ora e mezza dalla valutazione del tempo biologico di una persona. Un probabile vantaggio è che potrebbe aiutare i medici a valutare con maggiore precisione quando i farmaci, che si tratti di una pillola per la pressione sanguigna o di chemioterapia, sarebbero i più efficaci.
"Potrebbe avere più senso prendere la tua medicina in una volta invece che in un'altra", afferma Ravi Allada, professore di neurobiologia presso il Weinberg College of Arts and Sciences del Northwestern e uno dei coautori dello studio. "E questo test potrebbe guidarci nel determinare quando dovresti prendere quella pillola."
Individuando il momento migliore per assumere un farmaco, possono essere utilizzate dosi più basse e ciò può ridurre il rischio di effetti collaterali.
Allada nota che molti aspetti della malattia sono correlati ai nostri orologi interni, come quando durante il giorno una persona può essere maggiormente a rischio di soffrire di un infarto o di un attacco d'asma. Ribadisce il punto di Braun su un sospetto legame tra un orologio del corpo interrotto e problemi di salute cronici.
"Puoi pensare all'orologio come al direttore di un'orchestra e tutto deve accadere al momento opportuno", afferma Allada. "Ma se interrompi il direttore, non hai più la musica."
Lettura di schemi genetici
L'idea che i campioni di sangue possano essere utilizzati per stabilire il tempo corporeo di una persona non è nuova. Ma in precedenza avrebbe richiesto a una persona di prelevare sangue ogni ora per gran parte della giornata, un processo che è sia costoso che altamente poco pratico.
Ma con TimeSignature, il sangue deve essere prelevato solo due volte in un giorno e l'obiettivo è di ridurlo a un campione. Quindi, in che modo i ricercatori sono stati in grado di semplificare il processo in modo così drammatico?
Intelligenza artificiale.
In particolare, hanno raccolto campioni di sangue ogni due ore da un gruppo di soggetti in esame e hanno aumentato i dati con le misurazioni di altri quattro studi. Quindi, hanno scritto un algoritmo che dirige un computer per analizzare 20.000 geni diversi e cercare modelli nei tempi dell'espressione genica, quando il DNA viene convertito in un prodotto, come le proteine. In definitiva, la macchina è stata in grado di restringere il numero fino a 41 geni che mostravano in modo più intenso l'attività genica in diversi momenti della giornata. Da ciò, è stato in grado di correlare un momento della giornata con l'attività in quei 41 marcatori di espressione genica.
"Abbiamo avuto l'idea che saremmo stati in grado di usare l'attività in quei geni e lavorare all'indietro e di essere in grado di dedurre che ora del giorno è nel tuo corpo", dice Braun.
Finora, TimeSignature è stato utilizzato solo per testare soggetti sani. Analizzando i campioni di sangue, è stato in grado di dedurre il tempo di prelievo del sangue.
Braun afferma che le ricerche future si concentreranno sulla determinazione del tempo biologico delle persone i cui orologi per il corpo non sono sincronizzati con il tempo reale.
Kenneth Wright è direttore del Sleep and Chronobiology Laboratory dell'Università del Colorado, Boulder. Non è stato coinvolto nello studio, ma apprezza il potenziale del test.
"Essere in grado di determinare con precisione e facilmente il tempo circadiano interno ha un'importanza importante per determinare la salute circadiana di una persona e per la tempistica ottimale dei trattamenti", afferma.
"La nuova tecnica è un progresso", aggiunge Wright, "ma deve essere testato per vedere con che precisione può prevedere l'effettivo timing biologico interno delle persone. I risultati dello studio mostrano che la nuova tecnica può prevedere l'ora dell'orologio in cui è stato prelevato il campione, non il tempo biologico della persona. "
Allada riconosce che può esserci una deviazione tra l'ora dell'orologio corporeo e “l'ora dell'orologio da parete”, ma afferma che nei soggetti sani che hanno testato, il primo era una “stretta approssimazione” del secondo.
Previsione del rischio
Mentre Northwestern ha richiesto un brevetto per l'effettivo esame del sangue TimeSignature, ha reso l'algoritmo dietro di esso disponibile per altri ricercatori. Braun afferma che è promettente che il test funziona in altri laboratori esterni e che si è dimostrato "robusto": la sua stima del tempo interno di un individuo non sembra essere respinta da eventi casuali, come un volo all'estero attraverso più Fusi orari.
Ciò aumenta le possibilità che un esame del sangue dell'orologio corporeo possa un giorno diventare una parte standard di un controllo annuale.
Allada ritiene che, dato il collegamento tra orologi del corpo in disordine e varie condizioni di salute, un giorno il test potrebbe essere utilizzato per prevedere chi potrebbe essere a maggior rischio di sviluppare determinate malattie. Ciò potrebbe essere particolarmente utile nel trattamento di condizioni come l'Alzheimer, in cui i sintomi di solito non sono evidenti fino a quando la malattia non è progredita in modo significativo.
"Se il tempo corporeo di qualcuno è molto diverso da quello che dovrebbe essere, questo potrebbe essere un fattore di rischio predisponente per una malattia", afferma Allada. "Il grande progresso qui è essere in grado di misurare un processo biologico che sappiamo essere importante quando si tratta di malattie, e farlo in un modo pratico, che qualcuno può andare nello studio del proprio medico e ottenere il sangue prelevato e capire questo “.
