Na een lange vlucht dagenlang wazig rondlopen of maar niet kunnen wennen aan nachtdiensten: je interne klok kan je behoorlijk in de weg zitten. Amerikaanse onderzoekers denken nu een uitweg te hebben gevonden: een injecteerbare celtherapie die het lichaam veel sneller laat wennen aan een verstoord dag-nachtritme. Bij muizen en apen werkt het al.
Onderzoekers van Rice University en Northwestern University ontwikkelden menselijke cellen die voortdurend het hormoon leptine aanmaken. Dat hormoon is vooral bekend van zijn rol bij eetlust en stofwisseling, maar blijkt ook belangrijk voor onze biologische klok.
“De huidige manieren om ons dag-nachtritme bij te sturen gaan uit van strak getimede methodes zoals lichttherapie, eetschema’s of melatonine op het juiste moment”, zegt Omid Veiseh, hoogleraar bio-engineering aan Rice. “Wij wilden onderzoeken of een tijdelijke celtherapie een praktischere manier kan zijn om het lichaam te helpen wennen aan een veranderd ritme.”
Voor de therapie zijn menselijke cellen van het retinaal pigmentepitheel genetisch aangepast om leptine te produceren. Die cellen worden verpakt in microscopisch kleine bolletjes van alginaat (een natuurlijk materiaal uit bruine zeewieren), die ze afschermen van het immuunsysteem maar wel toelaten dat de geproduceerde eiwitten het lichaam ingaan. Na een simpele injectie onder de huid verhogen de cellen tijdelijk het leptinegehalte in het bloed om vervolgens vanzelf hun werkzaamheid te verliezen.
Het retinaal pigmentepitheel (RPE) is een flinterdunne laag cellen achter in je oog, direct onder de lichtgevoelige cellen van het netvlies (de staafjes en kegeltjes). Het is maar één cellaag dik, maar essentieel om de fotoreceptoren in leven en functioneel te houden. RPE-cellen zijn geschikt als cellulaire productiefabriek: ze kunnen in cultuur worden gehouden en genetisch worden aangepast om een therapeutisch eiwit uit te scheiden.
Muizen wennen twee keer zo snel
“Onze stofwisseling en biologische klok hangen nauw met elkaar samen, maar het therapeutische potentieel van die relatie is nog grotendeels onontgonnen”, aldus Martha Hotz Vitaterna, hoogleraar neurobiologie aan Northwestern. “Onze bevindingen laten zien dat je metabole signalen kunt inzetten om sneller te wennen aan een verstoord dag-nachtritme.”
Bij muizen die met de leptinetherapie werden behandeld, verliep de aanpassing aan een nieuw ritme merkbaar sneller. Dieren die te maken kregen met een vertraging van vier uur, pasten zich zo’n 50 procent sneller aan dan onbehandelde controledieren.
Ook bij apen werkt het
Om te kijken of de aanpak ook kansrijk is voor mensen, testte het team de therapie bij Java-apen, die een slaap-waakritme hebben dat veel meer op dat van mensen lijkt. De behandeling werd goed verdragen en zorgde ervoor dat de dieren na een verschuiving van zes uur ongeveer een dag sneller aan het nieuwe schema gewend waren dan de controlegroep.
“Het feit dat we vergelijkbare effecten zagen bij zowel knaagdieren als niet-menselijke primaten, suggereert dat de onderliggende biologie mogelijk bij meerdere soorten hetzelfde werkt”, zegt Fred Turek, directeur van het Center for Sleep and Circadian Biology van Northwestern.
De onderzoekers hielden meerdere fysiologische graadmeters voor het bioritme in de gaten, zoals activiteit, hartslag en lichaamstemperatuur. Op al die vlakken pasten de behandelde dieren zich sneller aan het nieuwe schema aan dan de onbehandelde dieren.
Leestip: Last van jetlag? In de toekomst is er misschien een pil voor
Geen nadelige gevolgen voor de slaap
Belangrijk detail: de therapie ging niet ten koste van de slaap. Analyse van het slaappatroon bij de apen liet geen afname zien van de totale slaaptijd, de remslaap of de non-remslaap. Sterker nog, na sommige schemaverschuivingen zagen de onderzoekers meer diepe slaap, wat kan wijzen op een betere slaapkwaliteit tijdens het herstel.
Naast de werkzaamheid keek het team ook naar de veiligheid en praktische toepasbaarheid. Bloedtesten en klinische controles lieten geen tekenen van noemenswaardige schade zien bij de apen en dieren die gedurende een heel jaar meerdere doses kregen, ondervonden geen langetermijneffecten. De ingekapselde cellen bleven een aantal dagen actief voordat hun werking vanzelf afnam. Het is dus een tijdelijke, omkeerbare ingreep.
“Ons doel was niet om het bioritme permanent te veranderen”, zegt Samantha Fleury, eerste auteur van de publicatie. “We wilden een behandeling die tijdelijk ondersteuning biedt tijdens een periode van verstoorde slaap en die daarna vanzelf weer uitdooft.”
De onderzoekers zien mogelijke toepassingen voor situaties waarin het bioritme vaak flink op de proef wordt gesteld, zoals bij mensen die in ploegendiensten werken, bij militaire operaties, verre reizen en andere omstandigheden waarbij snel wennen aan een nieuw ritme van groot belang is.
Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
