Forskare har utvecklat ett nytt enkelt blodtest som kan berätta tiden i din kropp - vilket kan vara mycket annorlunda från den tid som visas på klockan på väggen.
Tidigare kunde denna exakta mätning endast uppnås genom en kostsam och mödosam process med att ta prover varje timme under ett tidsintervall på flera timmar. Det nya testet, kallat TimeSignature, kräver bara två blodprover.
"Detta är en mycket mer exakt och sofistikerad mätning än att identifiera om du är en morgonlärka eller en nattuggla", säger huvudförfattaren Rosemary Braun, biträdande professor i förebyggande medicin (biostatistik) vid Northwestern University Feinberg School of Medicine. ”Vi kan bedöma en persons biologiska klocka till inom 1.5 timme.
"Olika grupper har försökt få tag på ett blodprov vid interna dygnstider, men ingenting har varit så exakt eller så lätt att använda som TimeSignature", säger Braun.
Synk, osynkroniserad
Processer i nästan alla vävnader och organsystem i kroppen orkestreras av en inre biologisk klocka, som styr dygnsrytmen, såsom sömn-vaken-cykeln. Vissa individers interna klockor är synkroniserade med extern tid men andra är osynkroniserade och anses vara felinställda.
Som rapporterats i Proceedings of the National Academy of Sciences, kommer det nya testet för första gången att erbjuda forskare möjligheten att enkelt undersöka effekterna av felinställda dygnsklockor i en rad sjukdomar, inklusive hjärtsjukdomar, diabetes och Alzheimers sjukdom.
När blodprovet blir kliniskt tillgängligt kommer det också att ge läkarna en mätning av en individs interna biologiska klocka för att styra medicindoseringen vid den mest effektiva tidpunkten för hans eller hennes kropp.
Programvaran och algoritmen är tillgängliga gratis för andra forskare så att de kan bedöma fysiologisk tid i en persons kropp. Northwestern har ansökt om patent på blodprovet.
"Detta är verkligen en integrerad del av personlig medicin. Så många läkemedel har optimala tider för dosering.”
"Detta är verkligen en integrerad del av personlig medicin", säger medförfattare Phyllis Zee, chef för sömnmedicin i neurologi och professor i neurologi. "Så många läkemedel har optimala tider för dosering.
"Att veta vad klockan är i din kropp är avgörande för att få de mest effektiva fördelarna. Den bästa tiden för dig att ta blodtrycksläkemedlet eller kemoterapin eller strålningen kan vara annorlunda än någon annan, säger Zee.
Testet mäter 40 olika genuttrycksmarkörer i blodet och kan tas när som helst på dygnet, oavsett om patienten hade en god natts sömn eller var uppe hela natten. Den är baserad på en algoritm som Braun och kollegor utvecklat genom att ta försökspersoners blod varannan timme och undersöka vilka gener som var högre eller lägre vid vissa tider på dygnet. Forskare använde också genuttrycksdata från studier utförda vid fyra andra centra.
"Timing är allt"
Forskarna utvecklade sedan en maskininlärningsmetod som de använde för att träna en dator att förutsäga tiden på dygnet baserat på mönster i dessa genuttrycksmätningar. Av cirka 20,000 40 gener som forskare mätte upp kom dessa XNUMX fram med den starkaste signalen.
"Timing är allt", säger medförfattaren Ravi Allada, professor i neurobiologi. "Vi vet att om du har störningar på din interna klocka, kan det predisponera dig för en rad sjukdomar. Praktiskt taget alla vävnader och organsystem styrs av dygnsrytm.
– Tidigare hade vi inte ett kliniskt genomförbart sätt att bedöma klockan hos friska människor och personer med sjukdom. Nu kan vi se om en störd klocka korrelerar med olika sjukdomar och, ännu viktigare, om den kan förutsäga vem som kommer att bli sjuk."
Preklinisk forskning av vetenskapsmannen Joe Bass, chef för endokrinologi, metabolism och molekylär medicin, har tidigare identifierat ett samband mellan dygnsfel och diabetes, fetma, depression, hjärtsjukdomar och astma.
Modifierbar risk
På vägen ser Zee för sig att förbättra hälsan och behandla sjukdomar genom att anpassa människors dygnsklockor som inte är synkroniserade med extern tid.
"Circadian timing är en modifierbar riskfaktor för att förbättra kognitiv hälsa, men om vi inte kan mäta det är det svårt att veta om vi har ställt rätt diagnos", säger Zee. "Nu kan vi mäta det precis som en lipidnivå."
Om författarna
James S. McDonnell Foundation, Defense Advanced Research Projects Agency och Northwestern Center for Circadian and Sleep Medicine finansierade arbetet.
Huvudförfattare: Rosemary Braun, biträdande professor i förebyggande medicin (biostatistik) vid Northwestern University Feinberg School of Medicine.
Medförfattare: Phyllis Zee, chef för sömnmedicin i neurologi och professor i neurologi.
Medförfattare: Ravi Allada, professor i neurobiologi.
