Aterosclerosi: potrebbe esserci un momento migliore della giornata per i farmaci?
Per la prima volta, gli scienziati scoprono che il ritmo circadiano influenza la biologia dell'aterosclerosi, una condizione che potrebbe portare a infarto e ictus a causa delle arterie ostruite.
Ciò significa che potrebbe esserci un momento migliore della giornata per le persone che ricevono cure per l'aterosclerosi per assumere i loro farmaci, suggeriscono i ricercatori dell'Università Ludwig Maximilian (LMU) di Monaco, in Germania.
"Il nostro studio", osserva l'autore senior Oliver Söhnlein, professore presso l'Istituto per la prevenzione cardiovascolare della LMU, "mostra come i modelli circadiani possano essere utilizzati per un intervento terapeutico a tempo, possibilmente con effetti collaterali inferiori e maggiore efficacia".
Lui ei suoi colleghi riportano le loro scoperte in un articolo ora pubblicato sulla rivista Metabolismo cellulare.
Aterosclerosi e ritmo circadiano
L'aterosclerosi è una condizione in cui i depositi di grasso si accumulano all'interno delle arterie e gradualmente le fanno diventare dure e strette. Questi depositi sono chiamati placche e sono costituiti da molecole di grasso, colesterolo, calcio e altre sostanze nel sangue.
Si accumulano lentamente per molti anni - anche decenni - limitando il flusso di sangue ricco di ossigeno e sostanze nutritive al punto da causare malattie cardiache, infarto, ictus e talvolta morte.
I ritmi circadiani sono modelli di biologia e comportamento che seguono un ciclo di circa 24 ore. Possono essere osservati in quasi tutti gli esseri viventi, da cellule e batteri a piante e animali. Gli scienziati li hanno persino osservati in cellule coltivate in laboratorio.
Il controllo e la tempistica dei ritmi circadiani sono dettati dai geni dell'orologio che istruiscono le cellule su come produrre le proteine che fanno funzionare i loro orologi biologici. I molti orologi biologici del corpo sono tenuti sincronizzati da un orologio principale nel cervello.
Modelli circadiani e cronofarmacologia
Ci sono prove crescenti che gli orologi biologici sono strettamente collegati al sistema cardiovascolare. Esempi ben noti di questo includono la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna, che sono noti per variare a seconda dell'ora del giorno.
I modelli circadiani sono stati osservati anche nella biologia del tessuto dei vasi sanguigni, nella formazione di piastrine e nell'insorgenza di aritmie, infarto, ictus e altre malattie cardiovascolari. Ci sono anche prove che l'interruzione del ritmo circadiano può essere un fattore di rischio per tali malattie.
Dato che il ritmo circadiano è così intimamente legato ai processi biologici, sarebbe ragionevole presumere che influenzi anche l'efficacia dei farmaci.
Tuttavia, nonostante decenni di ricerca sugli orologi biologici, il ritmo circadiano è "considerato solo raramente da medici, sviluppatori di farmaci o regolatori".
Il nuovo studio riguarda il campo della cronofarmacologia, in cui gli scienziati stanno esaminando sempre più l'effetto del ritmo circadiano sulla risposta biologica ai farmaci.
Il modello di reclutamento delle cellule immunitarie è circadiano
Il Prof. Söhnlein e il suo team presso la LMU ricercano la biologia dell'aterosclerosi a livello molecolare. Spiegano che con il progredire della malattia, le cellule immunitarie si riuniscono nei siti in cui si accumula la placca.
Queste cellule immunitarie inviano segnali che attraggono ulteriori cellule per tentare di affrontare il danno, ma alla fine il meccanismo di riparazione immunitaria si rompe e inizia l'infiammazione.
Tuttavia, i ricercatori osservano che mentre l'infiammazione può richiedere anni per svilupparsi, il modello di "reclutamento" delle cellule immunitarie dietro l'infiammazione segue un ritmo circadiano. Lo hanno confermato osservando topi con aterosclerosi.
Hanno scoperto che c'erano momenti della giornata in cui il numero di globuli bianchi che arrivavano al sito dell'infiammazione aumentava di tre volte.
Il team ha anche notato che questo picco di attività delle cellule immunitarie nei depositi aterosclerotici si è verificato 12 ore fuori fase con il reclutamento dei globuli bianchi nella "microcircolazione" dei piccoli vasi sanguigni.
"Il reclutamento di globuli bianchi nel microcircolo è importante per le infezioni acute come ad esempio un'infezione ai polmoni o alla vescica", spiega il prof. Söhnlein.
Implicazioni sulla tempistica dei farmaci
Questo turno di 12 ore potrebbe essere molto utile dal punto di vista del trattamento. Il farmaco deve essere somministrato in modo che interrompa il reclutamento delle cellule immunitarie nel sito dell'infiammazione aterosclerotica, ma non nei siti in cui sono necessarie per la microcircolazione. Darlo al "momento giusto" potrebbe garantire questo?
Il team ha dimostrato che questo potrebbe funzionare testandolo in un modello delle prime fasi dell'aterosclerosi.
In primo luogo, gli scienziati hanno identificato il percorso molecolare che recluta i globuli bianchi. Quindi, hanno dimostrato che bloccarlo durante la "fase di attività" della migrazione dei globuli bianchi verso i siti aterosclerotici non ha influenzato la migrazione del microcircolo.
"In determinati momenti della giornata, il triplo dei leucociti si reca al centro dell'infiammazione arteriosa rispetto alle altre volte".
Prof. Oliver Söhnlein
