Определение биологического ритма человека по генетическому анализу корней волос

Биологические ритмы регулируют не только циклы сна и бодрствования, но и метаболизм, а также реакцию организма на медикаменты. Ученые установили, что время введения препаратов, например при иммунотерапии рака, может существенно влиять на их эффективность. Это объясняется тем, что иммунная система функционирует по 24-часовому циклу, который индивидуален для каждого пациента. Ранее для определения этого цикла требовалось многократно сдавать образцы слюны в лабораторных условиях для измерения уровня мелатонина, что было крайне трудоемким процессом.

Новый метод значительно упрощает диагностику за счет анализа активности 17 специфических генов в клетках корня волоса. Эти гены являются частью молекулярного механизма часов организма или находятся под его прямым управлением. С помощью алгоритмов машинного обучения система анализирует паттерн генной активности и вычисляет текущую фазу суточного ритма. Для получения точного результата достаточно взять всего один образец волос, что делает процедуру доступной для массового применения вне стен лаборатории.

Крупномасштабный анализ подтвердил ряд закономерностей, связанных с возрастом и полом испытуемых. Установлено, что люди в возрасте около 25 лет начинают испытывать усталость в среднем на час позже, чем люди старше 50 лет. Также было зафиксировано, что у женщин биологическая «ночь» наступает примерно на шесть минут раньше, чем у мужчин. Хотя этот разрыв оказался меньше, чем показывали данные социологических опросов, ученые связывают это влияние с воздействием половых гормонов на клеточном уровне.

Результаты работы выявили неожиданно сильное влияние образа жизни на биологическое время. Например, у работающих людей внутренние часы смещены на 30 минут вперед по сравнению с теми, кто не трудоустроен. Это свидетельствует о том, что молекулярные механизмы организма подстраиваются под социальный график и внешние требования среды активнее, чем считалось ранее. Генетическая предрасположенность остается важным фактором, но условия повседневной жизни могут значительно корректировать врожденный хронотип.

Внедрение данного теста в рутинную медицинскую практику позволит персонализировать лечение многих заболеваний. Зная точный ритм пациента, врачи смогут назначать терапию в те часы, когда организм наиболее восприимчив к препаратам и наименее подвержен побочным эффектам. В ближайшем будущем технология может стать стандартом для диагностики нарушений сна и основой для составления индивидуальных рекомендаций по режиму труда и отдыха.