Een interdisciplinair team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Manchester heeft een techniek, die oorspronkelijk was ontwikkeld om gegevens van sterren te analyseren, aangepast om een manier te vinden om de menselijke lichaamsklok nauwkeurig te meten bij ziekenhuispatiënten.
De ontwikkeling van de methode genaamd ClinCirc zou op een dag artsen kunnen helpen om zich te richten op patiënten die het risico lopen op langdurige gezondheidsproblemen veroorzaakt door klokverstoring, waarvan wordt aangenomen dat dit vaak voorkomt bij patiënten die in het ziekenhuis worden opgenomen.
Met de hulp van ClinCirc concludeerde de studie dat verstoring van de lichaamsklok veel voorkomt bij patiënten:
• Verminderde bloedklok oscillaties werden waargenomen bij de helft van de intensive care-patiënten. Dit ging gepaard met hoge niveaus van ontsteking.
• De lichaamsklok verschuift, net als een jetlag, bij bijna alle niertransplantatie patiënten direct na hun operatie.
Het is bekend dat de lichaamsklok regelt hoe dieren reageren op een infectie en of ze een ziekte ontwikkelen, maar tot nu toe was het moeilijk dit te meten bij mensen Ploegendienst of jetlag zullen waarschijnlijk de klok breken, een mogelijke verklaring waarom deze activiteiten verband houden met ziekten, waaronder obesitas en diabetes.
De test die door het team is bedacht, meet de disfunctie van de bloedklok bij patiënten. Deze klok was gewijzigd bij bijna alle ontvangers van een niertransplantatie (22 patiënten) en bij de helft van de patiënten (13 patiënten) die op de intensive care waren opgenomen.
Het team, dat bestond uit onderzoekers van Exeter University en Manchester University NHS foundation Trust, zegt dat het te vroeg is om de medische implicaties van hun resultaten mee te delen, maar ze kunnen nu medische hypothesen over klokdisfunctie onderzoeken, omdat ze de kloktijd nauwkeurig kunnen meten.
ClinCirc, waarbij een reeks bloedonderzoeken gedurende 24 tot 48 uur wordt uitgevoerd, wordt beschreven in een artikel dat op 20/12/22 is gepubliceerd in het Journal of Clinical Investigation.
ClinCirc combineert twee bestaande wiskundige methoden: het Lomb-Scargle periodogram en cosinor analyse om te bepalen of specifieke genen een regelmatige cyclus van toename en afname volgen gedurende 24 uur.
De onderzoekers gebruikten vervolgens de techniek om de moleculaire oscillator “de lichaamsklok” in het bloed te meten. Deze moleculaire oscillator is een mechanisme dat veel van de outputs van de lichaamsklok aanstuurt.
De methode werd gebruikt om de lichaamsklok te meten bij 13 patiënten op de spoeddienst van de Manchester Royal Infirmary en het Wythenshawe ziekenhuis, van wie sommigen een ontsteking hadden.
Het werd ook gebruikt om de lichaamsklok te meten bij 22 niertransplantatie patiënten, die onmiddellijk na de operatie ontstekingsremmende medicijnen kregen.
De studie werd gefinancierd door de Medical Research Council, het National Institute of Academic Anesthesia, Astma and Lung UK, de Engineering and Physical Sciences Research Council en de organisatie Kidneys for Life.
Dr. John Blaikley van de Universiteit van Manchester en senior auteur van de studie zei: “We hebben bewezen dat ClinCirc een robuuste methode is waarmee we de lichaamsklok van de patiënt kunnen karakteriseren op basis van bloedmonsters.
“Met behulp van dit systeem laten we zien dat voor veel patiënten die in het ziekenhuis worden opgenomen, de lichaamsklok kan worden gewijzigd door ziekte of de behandeling die ze krijgen.”
Peter Cunningham en Gareth Kitchen, beiden van de Universiteit van Manchester, die de analyse van bloedmonsters uitvoerden, zeiden: “Andere mensen hebben al aangetoond dat verschillende ziekenhuis resultaten worden beïnvloed door wanneer ze zich voordoen, daarom zal het interessant zijn om te zien of dit verband houdt met de veranderingen in de lichaamsklok beschreven in deze studie.”
Professor Andrew Hazel, wiskundige aan de Universiteit van Manchester, ontwikkelde en configureerde de wiskundige methode ClinCirc in samenwerking met promovendus Callum Jackson.
Hij zei: “Eén van de grote sterke punten van de wiskunde is dat technieken die oorspronkelijk voor één toepassing zijn ontwikkeld, in dit geval analyse van onregelmatig uit elkaar geplaatste astrofysische gegevens, kunnen worden aangepast om vooruitgang te boeken op totaal verschillende gebieden van de wetenschap.”
Vertaling persbericht: AndreTeirlinck